KR20230022769A - 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치 - Google Patents

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KR20230022769A
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    • G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED

Abstract

본 발명은, 하우징 부분들에 연결되는 회전 부재들, 상기 회전 부재들에 연결되는 암부들, 상기 암부들에 배치된 회전축들을 포함하고, 상기 암부들 중 적어도 하나의 암부는 일정 간격 이격된 체결 홀들이 각각 형성된 암 캠 구조들을 포함하고, 상기 체결 홀들에 삽입되는 회전축은, 삽입되는 축 방향에서 바라보는 면의 형상이 평평한 영역들과 곡선 영역들을 포함하며, 상기 회전축은 상기 체결 홀들 중 하나의 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제1 부분의 제1 두께와 상기 체결 홀들 중 다른 하나의 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제2 부분의 제2 두께가 다르게 형성되는 폴더블 전자 장치를 개시한다.

Description

힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치 {Structure of Hinge and foldable electronic device including the same}
본 문서의 다양한 실시 예는 힌지 구조를 포함하는 폴더블 전자 장치에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 휴대용 전자 장치는 다양한 종류의 어플리케이션을 기반으로 통화, 동영상 재생, 인터넷 검색과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다. 사용자는 상술한 다양한 기능을 보다 넓은 화면을 통해 이용하고자 할 수 있다. 그러나, 화면이 커질수록 휴대성이 떨어질 수 있다. 이에 따라, 접는 구조를 활용하여 휴대성을 높일 수 있는 폴더블 휴대용 전자 장치가 개발되고 있다.
폴더블 전자 장치는 인접한 하우징들과 힌지 구조가 연결되고, 하우징들이 일정 각도로 회전하는 동안 힌지 구조가 하우징들을 지지하면서, 회전 운동하도록 배치될 수 있다.
상기 폴더블 전자 장치는 접힐 수 있도록 힌지 구조를 포함할 수 있다. 힌지 구조는 적어도 2개의 하우징 부분들을 연결하도록 배치될 수 있다. 하우징 부분들을 힌지 동작과 관련하여 접힘 또는 펼침 상태를 가지는 동안 힌지 구조에 가해지는 힘에 의해 힌지 구조에 다양한 이음이 발생할 수 있다.
또한, 현재 시판되고 있는 폴더블 전자 장치의 경우 두께가 두꺼워, 보다 슬림한 형태를 가지면서도, 자연스러운 힌지 동작이 가능한 폴더블 전자 장치의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는, 이음 발생이 저감된 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치를 제공함에 있다.
다양한 실시 예는, 보다 슬림한 구조를 가지면서도 다양한 거치 각도를 안정적으로 제공할 수 있는 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치(또는 휴대용 전자 장치, 휴대용 통신 장치, 접이식 전자 장치, 또는 통신 기능을 가지는 접이식 전자 장치)는 하우징 부분들에 연결되는 회전 부재들, 상기 회전 부재들에 연결되는 암부들, 상기 암부들에 배치된 회전축들을 포함하고, 상기 암부들 중 적어도 하나의 암부는 일정 간격 이격된 체결 홀들이 각각 형성된 암 캠 구조들을 포함하고, 상기 체결 홀들에 삽입되는 회전축은, 삽입되는 축 방향에서 바라보는 면의 형상이 평평한 영역들과 곡선 영역들을 포함하며, 상기 회전축은 상기 체결 홀들 중 하나의 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제1 부분의 제1 두께와 상기 체결 홀들 중 다른 하나의 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제2 부분의 제2 두께가 다르게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치는, 힌지 구조의 이음 발생이 저감되어 보다 자연스러운 힌지 동작을 지원할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치는, 보다 슬림한 구조를 제공하면서도 안정적으로 다양한 거치 각도를 제공할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치는, 하우징 부분들에 연결되는 힌지 구조가 힌지 하우징의 길이 방향의 축을 기준으로 대칭 구조를 가지도록 함으로써, 하우징 부분들 간의 힘의 전달 또는 힘의 평형을 개선할 수 있다.
또한, 실시 에에 따른 힌지 구조 및 이를 포함하는 폴더블 전자 장치는 제작 과정에서 비틀림이 저감되어 보다 정확한 치수를 가지는 구조물을 제공할 수 있다.
기타, 다양한 실시 예에 따른 암 구조와 힌지 구조 및 이를 포함하는 전자 장치가 제공하는 다양한 목적 및 효과가 상세한 설명의 실시 예에 따라 언급될 수 있다.
도 1a는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1b는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 후면의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 1c는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 접힘 상태의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치의 힌지 구조의 전면 및 후면의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 힌지 구조의 분해 사시도의 제1 방향의 면을 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 힌지 구조의 분해 사시도의 제2 방향의 면을 나타낸 도면이다.
도 5는 한 실시 예에 따른 제2 회전축의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 한 실시 예에 따른 암부의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 한 실시 예에 따른 암부 일측의 A-A` 절단선에 따른 단면의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 한 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 상태에서의 캠 구조들의 단면의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 한 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 과정의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 10 다른 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 과정의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구성의 제1 상태를 설명하는 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구조의 제1 각도 상태를 설명하는 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 제1 힌지 구조의 제2 각도 상태를 설명하는 도면이다.
도 14은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구조들의 제2 상태를 설명하는 도면이다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 제2 암부의 다른 형태의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 다른 형태의 암부가 적용된 전자 장치의 펼침 상태를 나타낸 도면이다.
도 17은 다른 형태의 암부가 적용된 전자 장치의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 기어들의 배치를 포함한 폴더블 전자 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치에 적용되는 힌지 구조의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 다양한 실시 예에 따른 제1 타입 캠 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 다양한 실시 예에 따른 제2 타입 캠 장치의 형상을 나타낸 도면이다.
도 22는 다양한 실시 예에 따른 제1 타입 캠 장치와 제2 타입 캠 장치의 캠 구조 및 캠 부재 접촉 상태들을 나타낸 도면이다.
도 23은 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조의 펼침 상태를 나타낸 도면이다.
도 24는 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 25는 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조의 펼침 상태를 나타낸 도면이다.
도 26은 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 27은 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조가 적용된 폴더블 전자 장치의 접히는 각도에 따른 캠 장치들의 상태 및 토크 크기 변화를 나타낸 도면이다.
도 28은 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조가 적용된 폴더블 전자 장치의 접히는 각도에 따른 캠 장치들의 상태 및 토크 크기 변화를 나타낸 도면이다.
도 29는 다양한 실시 예에 따른 캠 형상의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 30은 다양한 실시 예에 따른 캠 및 캠 구조의 일부 산들의 접촉 상태의 한 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서의 다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1a는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이며, 도 1b는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치의 후면의 한 예를 나타낸 도면이고, 도 1c는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치의 접힘 상태의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치(100)(또는 전자 장치, 또는 플렉서블 디스플레이 장치, 또는 플렉서블 & 폴더블 전자 장치)는 하우징(101)(예: 제1 하우징 부분(110), 제2 하우징 부분(120))), 힌지 하우징(150)(또는 힌지 커버, 또는 힌지 케이스), 힌지 구조(200)(예: 제1 힌지 구조(200a), 제2 힌지 구조(200b)) 및 상기 힌지 구조(200)의 전면 방향(예: z축 방향)에 적어도 일부가 배치되는 디스플레이(160)(또는 플렉서블 디스플레이, 디스플레이 모듈)를 포함할 수 있다. 추가적으로 대체적으로, 상기 전자 장치(100)는 상기 제1 하우징 부분(110)의 후면(예: -z축 방향으로 향하는 면)의 적어도 일부를 덮는 제1 커버(119) 및 제2 하우징 부분(120)의 후면(예: -z축 방향으로 향하는 면)의 적어도 일부를 덮는 제2 커버(129)를 더 포함할 수 있다. 또는, 상기 제1 커버(119)는 상기 제1 하우징 부분(110)과 일체형으로 후면을 형성할 수 있으며, 상기 제2 커버(129)는 상기 제2 하우징 부분(120)과 일체형으로 후면을 형성할 수 있다.
상기 하우징(101)은 일정 축을 기준으로 회전할 수 있는 적어도 한 쌍으로 구성될 수 있다. 예컨대, 하우징(101)은 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)을 포함할 수 있다. 상기 제1 하우징 부분(110)은 배치 형태에 따라 제2 하우징 부분(120)과 연속되게 배치되거나(예: 디스플레이(160)의 중심부(163)가 평평하게 펴졌을 때 또는 하우징(101)이 펼침 상태일 때), 제2 하우징 부분(120)과 나란하게 배치될 수 있다. 또는, 디스플레이(160)의 중심부(163)가 접혔을 경우, 제1 하우징 부분(110)의 일면이 상기 제2 하우징 부분(120)의 일면과 마주 보도록 배치될 수 있다.
상기 제1 하우징 부분(110)은 예컨대, 적어도 일부가 금속 재질로 형성되거나, 또는 적어도 일부가 비금속 재질로 마련될 수 있다. 제1 하우징 부분(110)은 디스플레이(160)의 적어도 일부를 지지할 수 있도록 일정 크기의 강성을 가지는 재질로 형성될 수 있다. 제1 하우징 부분(110)의 전면 적어도 일부에는 디스플레이(160)의 일 영역(예: 디스플레이(160)의 제1 부분(161)의 적어도 일부 및 중심부(163)의 일측 적어도 일부)이 배치될 수 있다. 상기 제1 하우징 부분(110)의 적어도 일부는 디스플레이(160)의 제1 부분(161)와 접착될 수 있다. 또는, 제1 하우징 부분(110)의 전면 가장자리 적어도 일부는 디스플레이(160)의 제1 부분(161) 가장자리와 접착될 수 있다. 또는, 제1 하우징 부분(110)의 전면(예: z축 방향의 면) 적어도 일부가 디스플레이(160)의 제1 부분(161) 적어도 일부와 접착될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 하우징 부분(110)과 디스플레이(160) 제1 부분(161) 사이 적어도 일부에 접착층이 배치될 수 있다. 제1 하우징 부분(110) 내측의 적어도 일부는 속이 비어 있는 형태로 마련되거나 또는 제1 커버(119)와 결합되면서 속이 비어 있는 형태로 마련되어, 전자 장치(100) 구동에 필요한 전자 요소(예: 인쇄회로기판, 상기 인쇄회로기판에 실장되는 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 메모리, 배터리와 같은 요소)가 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 하우징 부분(110)의 가장자리 끝단(예: 전자 장치(100)가 펼침 상태에서 제2 하우징 부분(120)을 마주보는 가장자리를 제외한 나머지 3 곳의 가장자리 끝단)은 디스플레이(160) 적어도 일측 가장자리를 감싸도록 하우징의 중심부 바닥면보다 지정된 높이만큼 돌출될 수 있다. 또는, 제1 하우징 부분(110)의 가장자리 끝단 중 적어도 한 부분에는 상기 디스플레이(160)의 가장자리와 적어도 일부가 대면되는 측벽들이 배치될 수 있다. 상기 제1 하우징 부분(110)의 가장자리 적어도 일부에 형성된 측벽들은 상기 제2 하우징 부분(120)과 마주보는 가장자리를 제외한 나머지 3곳의 가장자리에서 지정된 높이를 가지며 형성될 수 있다. 상기 제1 하우징 부분(110) 중 제2 하우징 부분(120)과 대면되는 가장자리 부분은 힌지 하우징(150)의 적어도 일부가 배치될 수 있도록 적어도 일부가 일정 곡률을 가지는 함몰된 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 하우징 부분(110)은 제2 하우징 부분(120)과 대면되는 가장자리 부분에서, 힌지 하우징(150)에 위치한 제1 힌지 구조(200a)의 일부가 위치되는 제1 단차부(111) 및 힌지 하우징(150)에 위치한 제2 힌지 구조(200b)의 일부가 배치되는 제2 단차부(112)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징 부분(120)은 배치에 따라 제1 하우징 부분(110)과 나란하게 배치되거나, 적어도 일면이 제1 하우징 부분(110)의 일면(예: 디스플레이(160)가 배치되는 면)과 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 하우징 부분(120)은 제1 하우징 부분(110)과 동일 재질로 마련될 수 있다. 제2 하우징 부분(120)은 제1 하우징 부분(110)과 좌우 또는 상하로 대칭되는 형태로 배치됨에 따라, 전면에는 디스플레이(160) 중 제1 하우징 부분(110)에 배치된 영역의 나머지 일 영역의 적어도 일부(예: 디스플레이(160)의 제2 부분(162)의 적어도 일부 및 중심부(163)의 타측 적어도 일부)를 지지하도록 배치될 수 있다. 상기 제2 하우징 부분(120)의 적어도 일부는 디스플레이(160)의 제2 부분(162)와 접착될 수 있다. 또는, 제2 하우징 부분(120)의 전면 가장자리가 디스플레이(160)의 제2 부분(162) 가장자리와 접착될 수 있다. 또는, 제2 하우징 부분(120)의 전면 하부 일측이 디스플레이(160)의 제2 부분(162) 일측과 접착될 수 있다. 이와 관련하여, 제2 하우징 부분(120)과 디스플레이(160) 제2 부분(162) 사이 적어도 일부에 접착층이 배치될 수 있다. 제2 하우징 부분(120) 내측 적어도 일부는 제1 하우징 부분(110)과 유사하게 속이 비어 있는 형태로 마련되거나, 제2 커버(129)와 결합하면서 속이 비어 있는 형태로 마련되어 전자 장치(100) 구동에 필요한 전자 요소가 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 하우징 부분(120)의 후면에는 카메라(190)가 배치될 수 있으며, 상기 카메라(190) 배치와 관련하여, 제2 커버(129)에 카메라(190)가 배치될 수 있는 홀이 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징 부분(120)의 가장자리 끝단(예: 제1 하우징 부분(110)을 마주보는 가장자리를 제외한 나머지 3 곳의 가장자리 끝단)은 디스플레이(160) 타측 가장자리를 감싸도록 제2 하우징 부분(120)의 중심부 바닥면보다 지정된 높이만큼 돌출될 수 있다. 또는, 제2 하우징 부분(120)의 가장자리 끝단 중 적어도 한 부분에는 제1 하우징 부분(110)에 형성된 측벽들과 유사하게, 상기 디스플레이(160)의 가장자리와 적어도 일부가 대면되는 측벽들이 배치될 수 있다. 상기 제2 하우징 부분(120)의 가장자리 적어도 일부에 형성된 측벽들은 상기 제1 하우징 부분(110)과 마주보는 가장자리를 제외한 나머지 3곳의 가장자리에서 지정된 높이를 가지며 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 하우징 부분(120) 중 제1 하우징 부분(110)과 대면되는 부분은 힌지 하우징(150)이 배치될 수 있도록 적어도 일부가 일정 곡률을 가지는 함몰된 부분을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 하우징 부분(120)은 제1 하우징 부분(110)과 대면되는 가장자리 부분에 제1 힌지 구조(200a)가 장착된 힌지 하우징(150)의 일부가 배치되는 제3 단차부(121) 및 제2 힌지 구조(200b)가 장착된 힌지 하우징(150)의 일부가 배치되는 제4 단차부(122)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(100)는 상기 제1 하우징 부분(110) 또는 제2 하우징 부분(120) 내부 일측에 배치되는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서는 예컨대, 근접 센서, 조도 센서, 홍채 센서, 이미지 센서(또는 카메라), 또는 지문 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 힌지 하우징(150)은 전자 장치(100)의 접힘 또는 펼침 상태에 따라 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)의 일측에 의해 가려지거나(예: 하우징(101)의 펼침 상태), 외부로 노출(예: 하우징(101)의 접힘 상태)될 수 있다. 예컨대, 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)이 나란하게 배치되는 경우, 힌지 하우징(150)은 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)에 의해 가려질 수 있다. 제1 하우징 부분(110)의 일면 및 제2 하우징 부분(120)의 일면이 서로 마주보도록 배치되는 경우, 힌지 하우징(150)은 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)의 일측 가장자리(예: 펼침 상태에서 제1 하우징 부분(110)과 제2 하우징 부분(120)이 서로 마주보는 가장자리)에서 적어도 일부가 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 힌지 하우징(150)은 내부의 적어도 일부가 비어 있고, 양측 가장자리(예: x축 및 -x축 방향의 가장자리)의 적어도 일부가 폐구되도록 측벽이 배치될 수 있다. 상기 힌지 하우징(150)의 내측면 적어도 일부에는 제1 힌지 구조(200a) 및 제2 힌지 구조(200b)와 체결되는 적어도 하나의 보스가 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)의 적어도 일부는 가요성(flexibility)을 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)는 제1 하우징 부분(110) 상에 배치되는 제1 부분(161) 또는 제1 영역과, 제2 하우징 부분(120) 상에 배치되는 제2 부분(162) 또는 제2 영역 및, 전자 장치(100)가 펼침 상태에서 상기 제1 하우징 부분(110)과 상기 제2 하우징 부분(120)이 인접되며 힌지 구조(200) 위치에 대응되는 중심부(163) 또는 중앙 영역을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(160) 전체가 가요성을 가질 수 있다. 또는 상기 디스플레이(160)의 중심부(163)의 적어도 일부는 가요성을 가질 수 있다. 상기 디스플레이(160)의 중심부(163)는 상기 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)가 접착되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이(160)의 중심부(163)는 전자 장치(100)의 접힘 동작 시 힌지 구조(200)의 전면(예: z축 방향의 면)으로부터 이격될 수 있다. 상기 디스플레이(160)의 제1 부분(161)는 제1 하우징 부분(110)의 적어도 일부와 접착되고, 상기 디스플레이(160)의 제2 부분(162)는 제2 하우징 부분(120)의 적어도 일부와 접착될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 디스플레이(160)와 제1 하우징 부분(110) 사이 적어도 일부 영역 및 디스플레이(160)와 제2 하우징 부분(120) 사이 적어도 일부 영역에는 각각 접착층들이 배치될 수 있다. 상기 디스플레이(160)는 다양한 층들(layers)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이(160)는 일정량의 투명도를 가지며 지정된 크기 이상인 외부 보호층(또는 글라스층 또는 폴리머 층), 외부 보호층 하부에 배치되어 화면을 표시하는 표시 패널층, 표시 패널층 하부에 배치되는 제1 후면층을 포함할 수 있다. 상기 제1 후면층은 충격흡수층(또는 엠보), 방열층(또는 금속 시트층)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로 상기 제1 후면층은 전자기 유도 패널(예: digitizer)을 더 포함할 수도 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)는 상기 제1 후면층 하부에 배치되는 제2 후면층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 후면층은 적어도 일부가 금속 재질로 마련되는 적어도 하나의 금속층(또는 금속 시트)을 포함할 수 있다. 상기 제2 후면층의 적어도 일부가 구부러질 수 있도록, 지정된 패턴(예: lattice 패턴, 슬릿 패턴)을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제2 후면층의 적어도 일부는 구부러질 수 있는 다른 재질(예: 폴리머 재질, 고무, 가죽 재질)로 형성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 힌지 구조(200)는 x축 방향을 기준으로 적어도 하나가 배치될 수 있다. 예컨대, 한지 구조(200)는 제1 힌지 구조(200a) 및 제2 힌지 구조(200b)를 포함할 수 있다. 상기 힌지 구조(200)는 힌지 하우징(150)의 내측에 배치되는 제1 부분(200_1)과, 상기 힌지 하우징(150)보다 상부에 배치되거나 z축 기준으로 힌지 하우징(150)과 중첩되지 않는 주변 구조(예: 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)과 결합하는 구조)에 해당하는 제2 부분(200_2)을 포함할 수 있다. 상기 힌지 구조(200)의 제1 부분 중 상기 제1 힌지 구조(200a)의 적어도 일부는 힌지 하우징(150)의 제1 내측(예: 힌지 하우징(150) 내에서 x축 방향으로 치우친 일 영역)에 배치될 수 있다. 상기 힌지 구조(200)의 제1 부분 중 상기 제2 힌지 구조(200b)의 적어도 일부는 힌지 하우징(150)의 제2 내측(예: 힌지 하우징(150) 내에서 -x축 방향으로 치우친 일 영역)에 배치될 수 있다. 상기 힌지 구조(200)의 제2 부분의 적어도 일부는 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)의 회전 동작에 대응하여 회전할 수 있다. 한 실시 예에 따른 제1 힌지 구조(200a) 및 제2 힌지 구조(200b) 중 적어도 하나는 복수의 디텐트 구조를 포함할 수 있다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치의 힌지 구조의 전면 및 후면의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 3은 다양한 실시 예에 따른 힌지 구조의 분해 사시도의 제1 방향의 면을 나타낸 도면이고, 도 4는 다양한 실시 예에 따른 힌지 구조의 분해 사시도의 제2 방향의 면을 나타낸 도면이다.
도 1a 내지 도 4를 참조하면, 한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 복수개의 힌지 구조(200)를 포함할 수 있으며, 제1 힌지 구조(200a)와 제2 힌지 구조(200b)는 유사한 구조 및 형태를 가질 수 있다. 이하 설명에서는 제1 힌지 구조(200a)를 기준으로 설명하기로 한다. 도 1a에서는 제1 힌지 구조(200a) 및 제2 힌지 구조(200b)가 힌지 하우징(150)에 배치된 구조를 제시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 힌지 구조가 힌지 하우징(150)에 장착될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 힌지 구조(200a)는 회전부재들(211, 212), 고정 브라켓(213), 암(arm)부들(221, 222), 아이들 기어(idle gear)들(233, 234) 및 다중 디텐트 구조(240)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 회전부재들(211, 212)은 디스플레이(160)의 구동 궤적을 형성할 수 있다. 회전부재들(211, 212)은 고정 브라켓(213)의 일측에 결합하는 제1 회전부재(211)와 고정 브라켓(213)의 타측에 결합하는 제2 회전부재(212)를 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부재(211)는 고정 브라켓(213)의 일측에 결합하면서 제1 각도 범위 내에서 회전(예: x축을 기준으로 시계 방향 또는 반 시계 방향)할 수 있다. 상기 제2 회전부재(212)는 고정 브라켓(213)의 일측에 결합하면서 제2 각도 범위 내에서 회전(예: x축을 기준으로 반시계 방향 또는 시계 방향)할 수 있다. 상기 제1 각도 범위와 상기 제2 각도 범위는 크기가 동일하고, 방향이 반대일 수 있다. 전자 장치(100)가 펼침 상태일 때, 상기 제1 회전부재(211)의 -y축 방향 가장자리는 제2 회전부재(212)의 y축 방향 가장자리와 인접되게 배치될 수 있다. 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 상기 제1 회전부재(211)의 상부면(예: z축 방향을 향하는 면)과 제2 회전부재(212)의 상부면(예: z축 방향을 향하는 면)은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 상기 제1 회전부재(211)는 제3 축(도 14의 13)(또는 가상의 축)을 중심으로 일정 각도 범위 내(예: 0도~100도 이내 또는 0도~95도 이내)에서 회전 운동할 수 있다. 상기 제2 회전부재(212)는 제4 축(도 14의 14)(또는 가상의 축)을 중심으로 일정 각도 범위 내(예: 0도~-100도 이내 또는 0도~-95도 이내)에서 회전 운동할 수 있다. 상기 제3 축(13) 및 상기 제4 축(14)은 일정 간격 이격되게 위치할 수 있다. 상기 제3 축(13) 및 상기 제4 축(14)은 z축을 기준으로 제1 축(11) 및 제2 축(12)보다 상측에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 고정 브라켓(213)은 힌지 하우징(150)의 내측 빈 공간에 적어도 일부가 배치 및 고정될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 고정 브라켓(213)의 적어도 일부는 상기 힌지 하우징(150)의 내측 빈 공간에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 고정 브라켓(213)의 적어도 일부는 상기 힌지 하우징(150)의 내측 빈 공간에 대응되는 형상 예컨대, 반 원통형의 형상을 가질 수 있다. 상기 고정 브라켓(213)은 힌지 하우징(150)에 형성된 적어도 하나의 보스가 삽입될 수 있는 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다. 상기 고정 브라켓(213)의 일측에는 상기 제1 회전부재(211)의 일측이 일정 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 배치될 수 있으며, 상기 고정 브라켓(213)의 타측에는 상기 제2 회전부재(212)의 일측이 일정 각도 범위 내에서 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 상기 고정 브라켓(213)의 전면 일측(-x축 방향의 끝단부)에는 다중 디텐트 구조(240)의 일부(예: 제1 회전축(231)(또는 제1 샤프트)의 일측 및 제2 회전축(232)(또는 제2 샤프트)의 일측)와 아이들 기어들(233, 234)의 일부가 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 힌지 구조(200a)는 고정 브라켓(213) 후면 방향(예: -z축 방향)에 배치되어, 고정 브라켓(213)의 후면(예: -z축에서 z축을 향할 때 보이는 면)과 체결되는 브라켓 커버(214)를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 암부(또는 arm structure)들(221, 222)은 전자 장치(100)의 회전부재들(211, 212)의 회전에 대응하여 회전부재들(211, 212) 일측에 슬라이딩 동작을 하면서, 회전축들(예: 제1 회전축(11) 및 제2 회전축(22)을 기준으로 회전하며, 이동캠 부재들(241a, 241b)과 맞물리면서 디텐트 동작을 구현할 수 있다. 예를 들어 상기 암부들(221, 222)은 체결부들(251, 252)을 통해 회전부재들(211, 212)과 일측이 연결되고, 회전부재들(211, 212)의 회전에 따라 회전부재들(211, 212)의 측부 적어도 일부를 따라 슬라이딩 동작을 하면서 움직일 수 있다. 상기 폴더블 전자 장치는 상기 이동캠 부재들(241a, 241b)은 각각 캠들을 연결하는 브릿지(예: 제1 이동캠 부재(241a)의 캠들을 연결하는 제1 브릿지, 제2 이동캠 부재(241b)의 캠들을 연결하는 제2 브릿지)를 더 포함할 수 있다.
상기 암부들(221, 222)은 예컨대, 제1 회전부재(211)와 제1 체결부(251)를 통해 연결되는 제1 암부(221) 및 제2 회전부재(212)와 제2 체결부(252)를 통해 연결되는 제2 암부(222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 암부(221)는 상기 다중 디텐트 구조(240)에 포함되는 이동캠 부재들(241a, 241b)과 체결되는 적어도 하나의 암 캠 구조(예: 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b))를 포함하며, 제2 암부(222)는 상기 다중 디텐트 구조(240)에 포함되는 이동캠 부재들(241a, 241b)과 체결되는 적어도 하나의 암 캠 구조(제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b))를 포함할 수 있다. 상기 이동캠 부재들(241a, 241b)과 체결되는 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)는 전자 장치(100)의 폴딩 및 언폴딩(또는 접힘 및 펼침) 동작 시에 캠 방식의 디텐트를 구현할 수 있다. 상기 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)는 이동캠 부재들(241a, 241b)과 맞물리는 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b)을 이용하여 전자 장치(100)의 힌지 포스(또는 디텐트 감)를 제공할 수 있다. 상기 암부들(221, 222)은 다중 디텐트 구조(240)를 기반으로 보다 견고하고 안정적인 힌지 포스(또는 디텐트 감)를 제공하면서도, 다중 디텐트 구조(240)를 통해 개선된 내마모성 및 보다 부드러운 힌지 포스(또는 디텐트 감) 제공을 지원할 수 있다. 다양한 실시 예에 다르면, 상기 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b)에는 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)의 유동을 방지하기 위한 돌출 구조가 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 다중 디텐트 구조(240)는 제1 회전축(231), 제2 회전축(232), 회전축 지지 부재(235), 스톱퍼(236), 제1 이동캠 부재(241a), 제2 이동캠 부재(241b), 센터 바(243c), 센터 브라켓(243a), 축 브라켓(243b), 지지 링들(292_1, 292_2)(support ring), 복수의 고정 클립들(291_1, 291_2, 291_3, 291_4), 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)은 캠 방식 힌지 포스(또는 디텐트의 감)를 제공할 수 있다. 상기 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)은 상기 암부들(221, 222)에 형성된 캠 구조들 간의 이격 거리보다 긴 길이를 가지며 형성될 수 있다. 상기 제1 회전축(231) 및 상기 제2 회전축(232)은 서로 이격되어 배치되고, x축 방향으로 나란하게 배치될 수 있다. 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)에는 각각 축 기어들(231_2, 232_2)이 형성되고, 상기 각각의 축 기어들(231_2, 232_2)은 서로 다른 아이들 기어(예: 제1 아이들 기어(233), 제2 아이들 기어(234))에 맞물리도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 힌지 구조(200)의 암부들(221, 222)은 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)가 회전하는 동안 발생하는 힘에 동일한 시점 및 동일한 각도로 회전 운동할 수 있다. 상기 제1 회전축(231)은 제1 축(11)을 중심으로 회전하고, 제2 회전축(232)은 제2 축(12)을 중심으로 회전할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축(231)에는 회전축 지지 부재(235)의 일측, 스톱퍼(236)의 일측, 센터 브라켓(243a)의 일측, 축 브라켓(243b)의 일측, 제1 지지 링(292_1), 제1 고정 클립(291_1)이 삽입될 수 있다. 상기 제1 회전축(231)에는 제1 이동캠 부재(241a)에 형성된 제1 캠(241a_1a), 제2 이동캠 부재(241b)에 형성된 제3 캠(241b_1a), 제1 암부(221)의 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b), 제1 탄성체(242a), 제3 탄성체(242c)가 삽입될 수 있다. 제1 회전축(231)에는 제1 축 기어(231_2)가 형성되고, 상기 제1 축 기어(231_2)의 적어도 일부는 제1 아이들 기어(233)와 맞물리도록 배치될 수 있다. 제1 회전축(231)의 일측 끝단(예: x축 방향의 끝단)은 고정 브라켓(213)의 일측면(예: -x축 방향의 단부)에 배치될 수 있다. 상기 제1 회전축(231)은 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)와 순차적으로 압입될 수 있도록 z축 방향의 단면의 위치 별로 다르게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축(232)에는 회전축 지지 부재(235)의 타측, 스톱퍼(236)의 타측, 센터 브라켓(243a)의 타측, 축 브라켓(243b)의 타측, 제2 지지 링(292_2), 제2 고정 클립(291_2)이 삽입될 수 있다. 상기 제2 회전축(232)에는 제1 이동캠 부재(241a)에 형성된 제2 캠(241a_1b), 제2 이동캠 부재(241b)에 형성된 제4 캠(241b_1b), 제2 암부(222)의 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b), 제2 탄성체(242b), 제4 탄성체(242d)가 삽입될 수 있다. 제2 회전축(232)에는 제2 축 기어(232_2)가 형성되고, 상기 제2 축 기어(232_2)의 적어도 일부는 제2 아이들 기어(234)와 맞물리도록 배치될 수 있다. 제2 회전축(232)의 일측 끝단(예: x축 방향의 끝단)은 고정 브라켓(213)의 일측면(예: -x축 방향의 단부)에 배치될 수 있다. 상기 제2 회전축(232)은 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)와 순차적으로 압입될 수 있도록 z축 방향의 단면의 위치 별로 다르게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 회전축 지지 부재(235)는 제1 회전축(231)과 체결되는 제1 링(235_1)과 제2 회전축(232)과 연결되는 제2 링(235_2) 및 상기 제1 링(235_1)과 상기 제2 링(235_2)을 연결하면서 아이들 기어들(233, 234)의 일측과 대면하는 링 바디(235_3)를 포함할 수 있다. 상기 링 바디(235_3)는 상기 제1 아이들 기어(233)의 일측이 삽입될 수 있는 제1 홀(235_3a)과 제2 아이들 기어(234)의 일측이 삽입될 수 있는 제2 홀(235_3b)을 포함할 수 있다. 상기 회전축 지지 부재(235)는 스톱퍼(236)와 회전축들(231, 232)에 형성된 축 기어들(231_2, 232_2) 사이에 배치될 수 있다. 상기 회전축 지지 부재(235)는 아이들 기어들(233, 234)의 적어도 일부를 감싸도록 배치되면서, 아이들 기어들(233, 234)이 지정된 위치를 벗어나지 않도록 가이드할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센터 바(243c)는 x축 방향이 y축 방향보다 긴 막대 형상으로 마련되고, 상기 제1 회전축(231)과 상기 제2 회전축(232) 사이에 배치되어, 제1 회전축(231)과 제2 회전축(232) 사이의 공간을 가릴 수 있다. 상기 센터 바(243c)는 -z축 방향으로 형성된 적어도 하나의 돌기를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 돌기는 센터 브라켓(243a)에 형성된 홀, 축 브라켓(243b)에 형성된 홀과 체결될 수 있다. 상기 센터 바(243c)는 제1 암부(221)와 제2 암부(222)의 회전에 따라, z축 또는 -z축 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 센터 바(243c)는 전자 장치(100)가 펼침 상태에서 디스플레이(160)를 지지하기 위해 z축 방향으로 이동하고, 전자 장치(100)가 접힘 상태에서 낙하 충격이나 외부 작용 힘에 의해 디스플레이(160)가 파손되지 않도록 디스플레이(160)와의 거리 확보를 위해 -z축 방향으로 일정 거리만큼 하강 이동할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 축 브라켓(243b)은 지지 링들(292_1, 292_2)과 제1 탄성체(242a) 및 제2 탄성체(242b) 사이에 배치될 수 있다. 축 브라켓(243b)은 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)에 삽입될 수 있는 링 형상의 날개들을 포함하며, 상기 날개들을 지지하는 바디를 포함할 수 있다. 상기 축 브라켓(243b)은 센터 바(243c)에 형성된 돌기와 체결될 수 있다. 상기 축 브라켓(243b)은 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)이 회전하는 동안 일정 간격을 유지하도록 가이드할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 고정 클립들(291_1, 291_2, 291_3, 291_4)은 제1 회전축(231)의 일측(예: -x축 방향의 끝단)에 결합하는 제1 고정 클립(291_1), 제2 회전축(232)의 일측(예: -x축 방향의 끝단)에 결합하는 제2 고정 클립(291_2), 제1 체결부(251)의 일측(-x축 방향의 끝단)에 결합하는 제3 고정 클립(291_3), 제2 체결부(252)의 일측(-x축 방향의 끝단)에 결합하는 제4 고정 클립(291_4)을 포함할 수 있다. 제1 고정 클립(291_1)은 제1 회전축(231)에 삽입되는 구성(예: 제1 지지 링(292_1), 축 브라켓(243b)의 일측, 제1 탄성체(242a), 제1 캠(241a_1a), 센터 브라켓(243a)의 일측, 제3 탄성체(242c), 제3 캠(241b_1a), 스톱퍼(236)의 일측, 회전축 지지 부재(235)의 일측 중 적어도 하나)이 일측(-x축 방향)으로 이탈하지 않도록 고정시키는 역할을 할 수 있다. 제2 고정 클립(291_2)은 제2 회전축(232)에 삽입되는 구성(예: 제2 지지 링(292_2), 축 브라켓(243b)의 타측, 제2 탄성체(242b), 제2 캠(241a_1b), 센터 브라켓(243a)의 타측, 제4 탄성체(242d), 제4 캠(241b_1b), 스톱퍼(236)의 타측, 회전축 지지 부재(235)의 타측 중 적어도 하나)이 일측(-x축 방향)으로 이탈하지 않도록 고정시키는 역할을 수행할 수 있다. 제3 고정 클립(291_3)은 제1 암부(221)가 제1 회전부재(211)의 측면을 따라 슬라이딩되는 동안, 제1 암부(221)와 제1 회전부재(211)를 관통하여 삽입된 제1 체결부(251)가 제1 암부(221) 또는 제1 회전부재(211)로부터 분리되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다. 제4 고정 클립(291_4)은 제2 암부(222)가 제2 회전부재(212)의 측면을 따라 슬라이딩되는 동안 제2 암부(222)와 제2 회전부재(212)를 관통하며 배치된 제2 체결부(252)가 상기 제2 암부(222) 및 상기 제2 회전부재(212)로부터 분리되지 않도록 방지하는 역할을 할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)은 예컨대, 축 브라켓(243b) 일측과 제1 이동캠 부재(241a)의 제1 캠(241a_1a) 사이에 배치되는 제1 탄성체(242a), 축 브라켓(243b) 타측과 제1 이동캠 부재(241a)의 제2 캠(241a_1b) 사이에 배치되는 제2 탄성체(242b), 센터 브라켓(243a) 일측과 제2 이동캠 부재(241b)의 제3 캠(241b_1a) 사이에 배치되는 제3 탄성체(242c), 센터 브라켓(243a) 타측과 제2 이동캠 부재(241b)의 제4 캠(241b_1b) 사이에 배치되는 제4 탄성체(242d)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)은 제1 이동캠 부재(241a) 및 제2 이동캠 부재(241b)의 캠 동작에 필요한 탄성력을 각각 제공할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 회전 동작 동안 동일한 힌지 포스(또는 디텐트 감)를 제공하기 위하여 제1 탄성체(242a)와 제2 탄성체(242b)(또는 제3 탄성체(242c)와 제4 탄성체(242d))는 동일한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)은 동일 또는 유사한 길이, 굵기 및 직경을 가지는 스프링구조를 가질 수 있다. 또는, 다양한 실시 예에 따르면, 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)은 서로 다른 길이, 굵기와 직경(예: 제1 탄성체(242a)와 제2 탄성체(242b)는 동일 또는 유사한 제1 길이, 제1 굵기 및 제1 직경을 가지며, 제3 탄성체(242c)와 제4 탄성체(242d)는 동일 또는 유사한 제2 길이(예: 제1 길이와 다른 제2 길이), 제2 굵기(예: 제1 굵기와 다른 제2 굵기) 및 제2 직경(예: 제2 직경과 다른 제2 직경))을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 한 실시 예에 따른 힌지 구조(200a, 200b)는 힌지 하우징(150) 및 하우징들(110, 120)과 결합하며 상측에 놓이는 디스플레이(160)의 접힘 또는 펼침 동작에 관여하는 회전부재들(211, 212)과, 상기 회전부재들(211, 212)에 연결되는 다중 디텐트 구조(240), 제1 하우징 부분(110)과 제2 하우징 부분(120)의 동시 회전 동작을 지원하는 기어 구조(예: 제1 회전축(231)의 축 기어, 제2 회전축(232)의 축 기어, 아이들 기어들(233, 234))를 포함할 수 있다.
이를 기반으로, 상기 힌지 구조(200a, 200b)는 회전부재들(211, 212)의 표면보다 상측에 형성되는 가상의 축(또는 제3 축(13) 및 제4 축(14))을 기준으로 회전하여 디스플레이(160) 접힘 또는 펼침을 구현할 수 있으며, 복수의 캠 구조를 기반으로 개선된 디텐트 감을 제공하고, 기어 구조(예: 제1 회전축(231)에 있는 축 기어, 제2 회전축(232)에 있는 축 기어, 아이들 기어들(233, 234))를 기반으로 하우징들(110, 120)의 동시 힌지 동작을 지원하여 힌지 동작 과정에서의 하우징들(110, 120)의 비틀림을 억제할 수 있다. 또한, 상기 힌지 구조(200a, 200b)는 하우징들(110, 120)의 펼침 상태 또는 접힘 상태뿐만 아니라, 일정 각도 예컨대, 30도 내지 60도(예: 제1 하우징 부분(110)의 전면과 제2 하우징 부분(120)의 전면 사이의 사잇각) 사이의 부분 접힘 상태를 포함하는 임시 고정 상태를 지원할 수 있다.
일 실시 예에 따른 힌지 구조에서 디텐트 하중 증가를 위해서는 캠 동작에 작용하는 탄성력을 증가시켜야 하며, 이와 관련하여, 스프링(예: 탄성체)의 자유장을 확장시키거나, 스프링의 권선 수를 줄이거나, 스프링의 선경을 증가시켜야 하는데, 자유장 확장과 권선 수 감소는 하중 증가 효과가 미세하고, 일정 값 이상의 하중 증가를 위해서는 스프링 허용 응력 한계치를 초과할 수 있어 스프링 파손이 발생할 수 있다. 한편, 스프링 하중 증가를 위해 스프링의 내경을 축소하거나 외경을 증가시킬 수 있는데, 내경 축소의 경우 회전축들(231, 232)의 직경이 축소되어야 하여, 회전축들(231, 232)의 동심도 저하 및 부품 제작 과정에서의 휨 현상이 발생할 수 있다. 또한, 외경 증가 시에는 스프링 관련 주변 부품들의 간섭이 발생하거나, 부품 간섭을 배제하기 위한 추가 공간이 요구되는 조건(예: 힌지 구조의 두께 증가 및 그에 따른 전자 장치(100)의 두께 증가)이 있을 수 있다. 또한, 한정된 스프링의 탄성력 증가의 경우 캠 부품에 하중이 집중되어 마모가 악화될 수 있다. 이와 관련하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 힌지 구조(200a, 200b)는 복수의 이동캠 부재들(241a, 241b)과 암부들(221, 222)이 체결된 상태에서, 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d)에 의해 캠 동작에 작용하는 최대 하중 및 상시 하중을 증가시키면서도, 공간 증가를 줄이도록(예: 힌지 구조의 두께 증가를 줄이거나 두께가 증가되는 것을 방지)하고, 마모 성능(예: 캠 구조 및 캠의 증가에 따라 손실 하중이 개수에 따라 감소, 예컨대, 4개의 캠 구조는 1/4 손실 하중을 제공함)을 개선할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성체(242a)와 제3 탄성체(242c)의 길이는 동일할 수 있으며, 상기 제2 탄성체(242b)와 제4 탄성체(242b)의 길이는 동일할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 탄성체(242a)와 제3 탄성체(242c)의 길이가 서로 다르고, 상기 제2 탄성체(242b)와 제4 탄성체(242b)의 길이가 서로 다르게 형성된 상태에서, 상기 제1 탄성체(242a)와 제3 탄성체(242c)의 길이의 합은 상기 제2 탄성체(242b)와 제4 탄성체(242b)의 길이의 합과 동일할 수 있다.
도 5는 한 실시 예에 따른 제2 회전축의 한 예를 나타낸 도면이다. 설명에 앞서, 도 5에 도시한 제2 회전축은 제1 회전축과 동일한 형상 및 재질을 가질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 도 5에서 설명하는 회전축 구조는 힌지 구조에 포함된 복수의 회전 축 중 어느 하나에만 적용되거나 또는 둘 모두에 적용될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 한 실시 예에 따르면, 제2 회전축(232)은 기둥부(232_1), 축 기어(232_2)(예: 도 3의 제2 축 기어(232_2) 또는 메인 기어), 링 거치 홈(232_3), 거치부(232_4)를 포함할 수 있다. 이러한 제2 회전축(232)은 제2 축(12)을 기준으로 제2 암부(222)의 회전에 따라 일정 각도 범위(예: 0도에서 100도 또는 0도에서 -100도 사이의 각도 범위)로 회전할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기둥부(232_1)는 일측 끝단(예: x축 방향의 끝단, 거치부(232_4)가 배치된 부분)이 고정 브라켓(213)의 일측에 체결되고, 타측 끝단(예: -x축 방향의 끝단, 링 거치 홈(232_3))은 고정 클립(예: 291_2)과 체결될 수 있다. 상기 기둥부(232_1)는 x축 방향이 y축 방향보다 상대적으로 긴 막대 형상을 가질 수 있다. 상기 기둥부(232_1)는 z축 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)의 적어도 일부가 곡선을 포함하며 나머지 일부가 직선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기둥부(232_1)는 z축 방향의 일면의 적어도 일부 및 -z축 방향의 일면의 적어도 일부는 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)이 직선으로 형성되고, y축 방향의 일면의 적어도 일부 및 -y축 방향의 일면의 적어도 일부는 곡선으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 기둥부(232_1)의 z축 방향 또는 -z축 방향의 상부 적어도 일부는 평탄한 면을 형성하고, y축 방향 또는 -y축 방향의 측면 적어도 일부는 곡면을 형성할 수 있다. 상기 기둥부(232_1)의 전체 길이는 제2 회전축(232)에 삽입되는 구성들에 대응하여 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 기둥부(232_1)에는 회전축 지지 부재(235)의 일측, 스톱퍼(236)의 일측, 제3 암 캠 구조(222_4a)의 제1 체결 홀(222_4a1), 제4 암 캠 구조(222_4b)의 제2 체결 홀(222-_4b1), 제2 캠(241a_1b), 제4 캠(241b_1b), 제2 탄성체(242b), 제4 탄성체(242d), 센터 브라켓(243a)의 일측, 축 브라켓(243b)의 일측, 지지 링들(292_1, 292_2), 고정 클립이 결합할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기둥부(232_1)는 상기 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)와 압입 상태를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 기둥부(231_1)는 제1 두께(5h1)를 가지는 제1 부분(232_1a), 상기 제1 두께(5h1)보다 얇은 제2 두께(5h2)를 가지는 제2 부분(232_1b), 상기 제2 두께(5h2)보다 얇은 제3 두께(5h3)를 가지는 제3 부분(232_1c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 부분(232_1a)의 적어도 일부는 제4 암 캠 구조(222_4b) 내측에 형성된 홀 내에 삽입되고, 제4 암 캠 구조(222_4b) 내측에 삽입되는 과정에서 제1 부분(232_1a)의 적어도 일부와 제4 암 캠 구조(222_4b)의 적어도 일부는 압입 상태를 가질 수 있다. 상기 제2 부분(232_1b)의 적어도 일부는 제3 암 캠 구조(222_4a) 내측에 형성된 홀 내에 삽입되고, 제3 암 캠 구조(222_4a) 내측에 삽입되는 과정에서 제2 부분(232_1b)의 적어도 일부와 제3 암 캠 구조(222_4a)의 적어도 일부는 압입 상태를 가질 수 있다. 상기 제3 두께(5h3)를 가지는 제3 부분(232_1c)에는 탄성 부재가 배치될 수 있다. 상술한 기둥부(231_1)는 제3 두께(5h3)를 가지는 제3 부분(232_1c)이 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)를 관통하여 배치되고, 제2 두께(5h2)를 가지는 제2 부분(232_1b)이 제4 암 캠 구조(222_4b)를 관통하면서 제3 암 캠 구조(222_4a)와 압입 상태로 체결되고, 제1 두께(5h1)를 가지는 제1 부분(232_1a)이 제4 암 캠 구조(222_4b)의 적어도 일부와 압입 상태로 체결될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 축 기어(232_2)와 제1 부분(232_1a) 사이의 두께는 제1 부분(232_1a)의 제1 두께(5h1)와 같거나 제1 두께(5h1)보다 두껍게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 축 기어(232_2)는 상기 기둥부(232_1) 중 x축 방향의 끝단에 치우쳐 배치될 수 있다. 상기 축 기어(232_2)는 상기 기둥부(232_1)의 z축 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)보다 큰 단면을 가지며 외주면에 기어가 형성될 수 있다. 상기 축 기어(232_2)는 예컨대, 아이들 기어(예: 234)와 맞물리도록 배치될 수 있다. 상기 축 기어(232_2)는 상기 기둥부(232_1)의 x축 방향의 끝단과 상기 플레이트 거치 홈(232_4) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 거치부(232_4)는 상기 기둥부(232_1)의 일측 끝단(예: x축 방향을 향하는 끝단)에 적어도 일부가 형성될 수 있다. 상기 거치부(232_4)는 고정 브라켓(213) 일측에 거치될 수 있다. 상기 거치부(232_4)는 상기 제2 회전축(232)이 회전하는 좌우 또는 상하 유동을 방지할 수 있다. 상기 거치부(232_4)와 상기 축 기어(232-2) 사이는 일정 홈(예: 링 형태의 홈)이 마련될 수 있고, 상기 홈은 회전축 지지 부재의 적어도 일부가 삽입될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 링 거치 홈(232_3)은 상기 기둥부(232_1)의 -x축 방향으로 치우쳐 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 링 거치 홈(232_3)은 상기 기둥부(232_1)의 -x축 방향의 끝단에서 x축 방향으로 일정 간격 이격된 위치에 주변부다 낮은 높이를 가지며 형성되면서, 기둥부(232_1)의 둘레 전체에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 링 거치 홈(232_3)은 기둥부(232_1)의 음각된 띠 형상으로 마련될 수 있다. 상기 링 거치 홈(232_3)에는 예컨대, 상기 고정 클립(예: 292_2)이 삽입될 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 제2 회전축(232)에 대해서 설명하였으나, 제1 회전축(231) 또한 제2 회전축(232)과 동일한 구성 및 재질을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 회전축(231)은 기둥부, 축 기어, 링 거치 홈, 플레이트 거치 홈을 포함하며, 제2 축(12)으로부터 일정 거리 이격된 제1 축(11)을 기준으로 제2 회전축(232)과 반대되는 방향으로 회전 운동할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축(231)의 기둥부는 제2 회전축(232)의 기둥부(231_1)와 동일하게 제2 암 캠 구조(221_4b)와 적어도 일부가 압입 상태를 가지도록 체결되는 제1 부분, 제1 암 캠 구조(221_4a)와 적어도 일부가 압입 상태를 가지도록 체결되는 제2 부분 및 제1 암 캠 구조(221_4a)와 제2 암 캠 구조(221_4b)를 관통하여 배치되는 제3 부분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 도 5에서는 제2 회전축(232)과 제2 암부(222)를 기준으로 각 구조에 명칭을 부여함에 따라, 제3 암 캠 구조(222_4a)에 제1 체결 홀(222_4a1)이 형성되고, 제4 암 캠 구조(222_4b)에 제2 체결 홀(222_4b1)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이러한 명칭에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 회전축(231)과 제1 암부(221)를 기준으로, 제1 암부(221)에는 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)가 배치되고, 상기 제1 암 캠 구조(221_4a)에 형성된 홀이 제1 체결 홀이 될 수 있고, 제2 암 캠 구조(221_4b)에 형성된 홀이 제2 체결 홀이 될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 암부(222)의 제3 암 캠 구조(222_4a)에 형성된 홀은 제3 체결 홀이 될 수 있고, 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 홀은 제4 체결 홀이 될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)에 형성된 홀을 제1 체결 홀로 명명하고 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 홀을 제2 체결 홀로 명명할 경우, 제1 암 캠 구조(221_4a)에 형성된 홀은 제3 체결 홀로 명명하고, 제2 암 캠 구조(221_4b)에 형성된 홀은 제4 체결 홀로 명명할 수 있다. 상기 제1 암 캠 구조(221_4a)에 형성된 제3 체결 홀 내측면에는 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)에 형성된 제1 체결 홀과 동일 또는 유사하게, 제3 압입 돌기가 배치되고, 상기 제2 암 캠 구조(221_4b)에 형성된 제4 체결 홀 내측면에는 상기 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 제2 체결 홀과 동일 또는 유사하게, 제4 압입 돌기가 배치될 수 있다. 상기 제1 회전축의 일측 가장자리(예: 축 기어로부터 멀어지는 방향의 가장자리)부터 제4 체결 홀을 통해 제3 체결 홀에 삽입될 때, 상기 제1 회전축의 일측 가장자리의 두께는 타측 가장자리(예: 축 기어에 인접되게 배치된 가장자리)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 제1 회전축이 제1 암부에 체결되는 동안, 복수의 위치에서 제1 회전축이 압입될 수 있도록, 제3 압입 돌기의 바닥면으로부터 돌출 높이는 제4 압입 돌기의 바닥면으로부터 돌출 높이보다 크게 형성될 수 있다. 또는, 제4 압입 돌기의 바닥면으로부터 돌출 높이는 제3 압입 돌기의 바닥면으로부터 돌출 높이보다 작게 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제3 체결 홀의 z축 단면 넓이(또는 빈 공간의 크기)는 제4 체결 홀의 z축 단면 넓이(또는 빈 공간의 크기)보다 작게 형성될 수 있다.
도 6은 한 실시 예에 따른 암부의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 7은 한 실시 예에 따른 암부 일측의 A-A` 절단선에 따른 단면의 한 예를 나타낸 도면이다.
설명에 앞서, 도 6 및 도 7에 도시한 암부는 도 3을 기준으로 제2 암부를 나타낸 도면이다. 제2 암부(222)는 제1 암부(221)와 유사한 형태(예: x축 기준으로 대칭되는 형태)를 가지며 동일한 크기 및 재질로 형성될 수 있다. 이하 설명에서는 도 3의 제1 암부 및 제2 암부 중 제2 암부를 기준으로 설명하기로 한다.
도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 한 실시 예에 따른 제2 암부(222)는 제2 체결부(예: 도 3의 제2 체결부(252))를 통하여 제2 회전부(212)와 체결되고, 힌지 동작 수행 시, 제2 회전부(212)와 연계하여 회전할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제2 암부(222)는 기본 바디(222_1), 연결부(222_2), 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기본 바디(222_1)는 상부면(예: z축을 향하도록 배치된 면)의 적어도 일부가 평평하게 형성될 수 있다. 기본 바디(222_1)의 상측 가장자리(예: y축 방향의 끝단)의 하부면(예: -z축 방향의 면) 적어도 일부에는 연결부(222_2)가 배치될 수 있다. 상기 연결부(222_2)는 일정 두께를 가지는 고리 형태 또는 파이프 형태로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 연결부(222_2)는 제3 방향(예: x축 방향)(또는 -x축 방향)으로 열린 홀(222_21)을 포함할 수 있다. 상기 연결부(222_2)의 홀(222_21)에는 제2 체결부(252)의 적어도 일부가 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 연결부(222_2)의 홀(222_21)의 크기는 상기 제2 체결부(252)의 직경과 유사한 크기를 가질 수 있다. 상기 기본 바디(222_1)의 하측 가장자리(예: -y축 방향의 끝단)의 하부면(예: -z축 방향의 면)에는 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)가 배치될 수 있다. 상기 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)는 상기 기본 바디(222_1)의 -y축 방향의 가장자리에 배치되고, 상기 연결부(222_2)는 상기 기본 바디(222_1)의 y축 방향 가장자리에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)는 x축에서 -x축 방향을 향하는 균일한 직경의 제1 체결 홀(222_4a1), 센터 바(243c)를 지지하는 제1 거치부(222_4a2), 센터 브라켓(243a)에 적어도 일부가 맞물리는 단턱(222_4a3), 캠 동작을 위한 제1 캠 돌기(222_4a4)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 체결 홀(222_4a1)에는 제2 회전축(232)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 상기 제1 체결 홀(222_4a1)은 제2 회전축(232)의 일측 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)과 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 체결 홀(222_4a1)의 적어도 일부 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 제3 암 캠 구조(222_4a)를 자른 경우 제1 체결 홀(222_4a1)의 단면)은 직선을 포함할 수 있다. 상기 제1 체결 홀(222_4a1)은 제4 암 캠 구조(222_4b)의 제2 체결 홀(222_4b1)과 동일한 축(예: 제2 축(12)) 상에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 체결 홀(222_4a1) 내벽에는 적어도 하나의 제1 압입 돌기(222_4a5) 가 배치될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 예컨대, 상기 제1 체결 홀(222_4a1) 내벽 적어도 일부분에서 상기 제1 체결 홀(222_4a1) 중심 방향(또는 제2 체결 홀(222_4b1)의 내벽에 수직한 방향, 제1 체결 홀(222_4a1)의 내벽 바닥면에서 돌출되는 방향)으로 돌출될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 예컨대, 제1 체결 홀(222_4a1)의 길이 방향(예: x축 또는 -x축 방향)으로 긴 형태(예: x축 방향의 길이가 다른 방향보다 길게 형성되는 형태)로 마련될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)의 y축 단면은 예컨대, 반 타원 또는 반 원형으로 마련될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제2 회전축(232) 삽입 후, 제2 회전축(232)의 특정 부위와 접촉되어 압입되면서 형태가 변형될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제1 체결 홀(222_4a1) 내벽 중 평평한 영역(또는 z축 단면이 직선인 영역)과 곡면 영역(또는 z축 단면이 곡선인 영역)이 만나는 지점에 배치될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제1 체결 홀(222_4a1)의 시작 일 지점에서 끝 일 지점까지 연결되는 제1 길이의 반 원통형으로 형성되거나 또는, 제1 체결 홀(222_4a1)의 내측 일정 지점에서 끝 일 지점까지 연결되는 제2 길이(예: 상기 제1 길이보다 짧은)의 반 원통형으로 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 압입 돌기(222_4a5)는 X축 또는 -x축 방향을 기준으로 제1 체결 홀(222_4a1)의 중심 부분에서 -x축 방향 끝 일 지점까지 연결되는 제2 길이의 반 원통형으로 형성되면서, 복수개가 제1 체결 홀(222_4a1) 내측에 형성되고, 서로 이격되게 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 거치부(222_4a2)는 상기 제1 체결 홀(222_4a1)을 형성하는 주변부의 일측에서 -y축 방향으로 일정 길이만큼 돌출될 수 있다. 상기 제1 거치부(222_4a2)의 z축 단면의 적어도 일부는 삼각형을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 거치부(222_4a2)의 z축 단면의 크기는 y축에서 -y축으로 갈수록 점진적으로 줄어드는 형상을 가질 수 있다. 제1 거치부(222_4a2)의 상부면(예: z축 방향을 향하는 면)은 기본 바디(222_1)의 상부면(예: z축 방향을 향하는 면)보다 z축 기준으로 더 낮게 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 거치부(222_4a2)는 제1 체결 홀(222_4a1)을 형성하는 주변부의 상부 일측(예: z축 방향의 일 지점)과 하부 일측(예: -z축 방향의 일 지점) 사이에 위치하면서, 상기 제1 체결 홀(222_4a1)의 주변부의 측부(예: -y축 방향의 일 지점)에서 -y축 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다. 제1 거치부(222_4a2)는 제1 체결 홀(222_4a1)을 형성하는 주변부에 일체화될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 거치부(222_4a2)는 제1 체결 홀(222_4a1)의 주변부 또는 기본 바디(222_1)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 단턱(222_4a3)은 센터 브라켓(243a)와의 조립 용이성을 위해 마련되며, 회전축 조립 전까지 센터 브라켓(243a)이 이탈되지 않도록 가이드할 수 있다. 상기 단턱(222_4a3)은 상기 제1 체결 홀(222_4a1)의 주변부 중 x축 방향을 향하는 측면에서 x축 방향으로 일정 높이만큼 더 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 단턱(222_4a3)은 제1 체결 홀(222_4a1)을 감싸도록 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 단턱(222_4a3)의 외주면 또는 내주면 중 적어도 하나는 원형 또는 타원형이 될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 단턱(222_4a3)의 내주면은 제1 체결 홀(222_4a1)의 형상에 대응되는 형태(예: z축 단면의 적어도 일부가 직선을 포함함)를 가질 수 있다. 상기 단턱(222_4a3)의 적어도 일부는 센터 브라켓(243a)에 마련된 링형 고리에 적어도 일부가 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 캠 돌기(222_4a4)는 상기 제1 체결 홀(222_4a1)의 주변부 중 -x축 방향을 향하는 측면에서 -x축 방향으로 일정 높이만큼 돌출되면서, 돌출되는 높이가 위치별로 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 캠 돌기(222_4a4)의 z축 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)은 원형 또는 적어도 일부가 직선을 포함하고, 나머지 일부가 곡선을 포함하는 형태(적어도 일부가 D컷 형태를 포함함)를 가질 수 있다. 제1 캠 돌기(222_4a4)는 -x축 방향으로 요철 형태를 가질 수 있다. -x축 방향 요철 형태를 가지는 제1 캠 돌기(222_4a4)는 적어도 일부가 곡선 구간을 포함할 수 있다. 요철의 산들의 높이는 -x축 방향으로 동일하며, 요철의 골들의 깊이는 x축 방향으로 동일할 수 있다. 상기 요철의 산과 골의 중심부는 일정 길이의 평평한 영역을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제4 암 캠 구조(242_4b)는 x축에서 -x축 방향을 향하는 균일한 직경의 제2 체결 홀(222_4b1), 센터 바(243c)를 지지하는 제2 거치부(222_4b2), 스톱퍼(236)에 적어도 일부가 맞물리는 돌기(222_4b3), 캠 동작을 위한 제2 캠 돌기(222_4b4)를 포함할 수 있다. 이러한 제4 암 캠 구조(222_4b)는 기본 바디(222_1)의 일측에 배치되면서, 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)와 상기 제4 암 캠 구조(222_4b) 간의 이격 거리는 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b) 사이에 배치되는 탄성체들, 캠 부재, 센터 브라켓(243a) 중 적어도 하나의 크기나 형상에 따라 달라질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 체결 홀(222_4b1)에는 제2 회전축(232)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 상기 제2 체결 홀(222_4b1)은 제2 회전축(232)의 일측 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)과 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 체결 홀(222_4b1)의 적어도 일부 단면(예: z축에서 -z축 방향으로 자른 단면)은 제1 체결 홀(222_4a1)과 동일한 형상을 가질 수 있다. 상기 제2 체결 홀(222_4b1)은 제4 암 캠 구조(242_4b)의 제1 체결 홀(222_4a1)과 동일한 축(예: 제2 축(12)) 상에 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 체결 홀(222_4b1) 내벽에는 상기 제1 체결 홀(222_4a1) 내벽에 형성된 제1 압입 돌기(222_4a5)와 유사하게, 적어도 하나의 제2 압입 돌기(222_4b5) 가 배치될 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 예컨대, 상기 제2 체결 홀(222_4b1) 내벽 적어도 일부분에서 상기 제2 체결 홀(222_4a1) 중심 방향(또는 제2 체결 홀(222_4b1)의 내벽에 수직한 방향, 제1 체결 홀(222_4a1)의 내벽 바닥면에서 돌출되는 방향)으로 돌출될 수 있다. 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제2 압입 돌기(222_4b5)와 유사하게 예컨대, 제2 체결 홀(222_4b1)의 길이 방향(예: x축 또는 -x축 방향)으로 긴 형태(예: x축 방향의 길이가 다른 방향보다 길게 형성되는 형태)로 마련될 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)의 y축 단면은 예컨대, 반 타원 또는 반 원형으로 형성되고, x축 방향으로 일정 길이를 가지는 반원통형으로 형성될 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제2 회전축(232) 삽입 후, 제2 회전축(232)의 특정 부위와 접촉되어 압입되면서 형태가 변형될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제2 체결 홀(222_4b1) 내벽 중 평평한 영역(또는 z축 단면이 직선인 영역)과 곡면 영역(또는 z축 단면이 곡선인 영역)이 만나는 지점에 배치될 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제2 체결 홀(222_4b1)의 시작 일 지점에서 끝 일 지점까지 연결되는 제3 길이의 반 원통형으로 형성되거나 또는, X축 또는 -x축 방향을 기준으로 제2 체결 홀(222_4b1)의 중심 부분에서 x축 방향 끝 일 지점까지 연결되는 제2 길이(예: 상기 제1 길이보다 짧은)의 반 원통형으로 형성되면서, 복수개가 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 형성되고, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)의 길이와 제1 압입 돌기(222_4a5)의 길이는 동일 또는 다르게 형성될 수 있다. 한편, 상술한 설명에서 제1 압입 돌기(222_4a5)와 제2 압입 돌기(222_4b5)가 x축 방향의 길이가 상대적으로 더 긴 반 원통형으로 형성되는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1 압입 돌기(222_4a5) 및 제2 압입 돌기(222_4b5) 중 적어도 하나는 제1 체결 홀(222_4a1) 및 제2 체결 홀(222_4b1) 내벽의 바닥면에서 돌출되고, 구형의 적어도 일부 형태 또는 다각면체의 적어도 일부 형태, 또는 요철 형태로 형성될 수 있다. 또는 상기 제1 압입 돌기(222_4a5) 및 제2 압입 돌기(222_4b5) 중 적어도 하나는 홀의 바닥면에서 일정 패턴(예: 지그재그 패턴)을 가지며 돌출되는 복수개의 돌기를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제3 암 캠 구조(222_4a)의 캠 돌기로부터 이격된 위치에 형성되고, 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제4 암 캠 구조(222_4b)의 캠 돌기에 가까운 위치에 형성되는 것으로 도시하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1 압입 돌기(222_4a5)가 제3 암 캠 구조(222_4a)의 캠 돌기에 가깝게 형성되고, 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제4 암 캠 구조(222_4b)의 캠 돌기로부터 이격된 위치에 형성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 거치부(222_4b2)는 상기 제1 거치부(222_4a2)와 동일 또는 유사한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 제2 거치부(222_4b2)는 제2 체결 홀(222_4b1)의 주변부의 상부 일측(예: z축 방향의 일 지점)과 하부 일측(예; -z축 방향의 일 지점) 사이에 형성되며, -y축 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 거치부(222_4a2)와 유사하게, 제2 거치부(222_4b2)는 z축에서 -z축 방향으로 갈수록 돌출되는 폭의 크기가 점진적으로 줄어드는 형상을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 돌기(222_4b3)는 제2 체결 홀(222_4b1)의 주변부 중 -x축 방향을 향하는 일면에서, 일정 두께를 가지며 -x축 방향으로 일정 길이만큼 돌출될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 돌기(222_4b3)의 돌출 높이는 상기 스톱퍼(236)의 일측 형상에 대응되는 높이를 가질 수 있다. 상기 돌기(222_4b3)의 두께는 제2 체결 홀(222_4b1)의 주변부 폭과 동일한 폭을 가지며, 주변부 전체 넓이보다 작은 넓이를 가질 수 있다. 상기 돌기(222_4b3)는 상기 제2 암부(222)가 지정된 각도 범위(예: 0도에서 100도 또는 0도에서 -100도 범위 이내)에서 회전하는 한계 각도를 정의할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 캠 돌기(222_4b4)는 상기 제1 캠 돌기(222_4a4)와 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 캠 돌기(222_4b4)는 제2 체결 홀(222_4b1)의 주변부 중 x축 방향을 향하는 일면에서, x축 방향으로 돌출되는 요철을 포함할 수 있다. 상기 제2 캠 돌기(222_4b4)는 적어도 하나의 산과 골을 포함할 수 있다. 상기 제2 캠 돌기(222_4b4)의 산 또는 골의 중심부는 평평하게 형성될 수 있다. 제2 캠 돌기(222_4b4)의 산 또는 골의 중심부 일정 영역의 크기(예: 평평한 영역의 크기)는 제1 캠 돌기(222_4a4)의 산 또는 골의 중심부 일정 영역의 크기와 동일하게 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 힌지 포스(또는 디텐트 감)을 보다 부드럽게 제공할 수 있도록, 제2 캠 돌기(222_4b4)의 산 또는 골의 중심부 일정 영역의 크기(예: 평평한 영역의 크기)는 제1 캠 돌기(222_4a4)의 산 또는 골의 중심부 일정 영역의 크기가 다르게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)의 돌기(또는 요철 또는 산과 골)의 방향은 다른 방향(예: -x축 방향)이 될 수 있다. 또는, 상기 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)의 돌기들의 방향은 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제3 암 캠 구조(222_4a)의 돌기 방향은 -x축 방향이고, 제4 암 캠 구조(222_4b)의 돌기 방향은 x축 방향이 될 수 있다. 상기 암 캠 구조들(222_4a, 222_4b)의 배치 방향에 따라 캠들(예: 241a_1b, 241b_1b)의 방향 또한 캠 구조(222_4a, 222_4b)에 맞물리도록 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상술한 구조의 제2 암부(222)는 제2 회전축(232)을 기준으로 회전할 수 있다. 제1 캠 부재(241a)의 일측(예: 제2 캠(241a_1b))이 제3 암 캠 구조(222_4a)와 맞물리고, 제2 캠 부재(241b)의 일측(예; 제4 캠(241b_1b))이 제4 암 캠 구조(222_4b)와 맞물리도록 배치된 상태에서, 제2 탄성체(242b)가 제2 캠(241a_1b)과 제3 암 캠 구조(222_4a)에 탄성력을 제공하고, 제4 탄성체(242d)가 제4 캠(241b_1b)과 제4 암 캠 구조(222_4b)에 탄성력을 제공할 수 있다. 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)가 동시 또는 다단으로 캠 동작을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 캠 동작에 필요한 캠 구조를 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)로 나누어 제공함으로써, 탄성체들의 크기 증가(예: 탄성체의 직경 증가)나 두께(예: 탄성체를 이루는 선의 폭) 증가가 없어, 전자 장치(100)의 두께 증가 없이도 높은 탄성력을 제공할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 높은 탄성력을 통한 견고하고 개선된(또는 더 커진) 힌지 포스(또는 디텐트 감 또는 압력)를 제공할 수 있으므로, 장력이나 강성이나 반력이 증가된 (예: 두께가 증가된) 디스플레이를 사용하더라도, 전자 장치(100)의 접힘 또는 펼침 상태를 안정적으로 제공할 수 있다. 상기 전자 장치(100)는 복수의 캠 구조를 포함하는 암부를 이용하여 다양한 거치 각도를 보다 안정적으로 제공할 수 있다.
한편, 상술한 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)를 포함하는 제2 암부(222)는 제1 축(11) 또는 제2 축(12)을 기준으로 제1 캠 구조(221_4a) 및 제2 캠 구조(221_4b)를 포함하는 제1 암부(221)와 동일 또는 유사한 구성과 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 암부(221)가 포함된 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)에는 각각 제3 압입 돌기 및 제4 압입 돌기가 배치되고, 상기 제3 압입 돌기 및 제4 압입 돌기는 제1 회전축(231)이 삽입되는 과정에서 제1 회전축(231)과 접촉되어 제1 회전축(231)을 압입 및 고정시킬 수 있다. 상술한 구조의 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)는 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)이 각각의 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b)에서 압입됨에 따라, 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b) 중 적어도 하나의 암 캠 구조의 내측 홀을 형성된 측벽(또는 바닥면)과 회전축들(231, 232) 사이의 유동 공간이 제거되어, 폴더블 전자 장치(100)의 접힘 또는 펼침 동작 과정에서 회전축들(231, 232)과 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b)의 내측 홀의 측벽과의 충돌이 방지될 수 있다. 상술한 압입 돌기들을 포함하는 암 캠 구조들(221_4a, 221_4b, 222_4a, 222_4b)은 폴더블 전자 장치(100)의 접힘 또는 펼침 동작 과정에서의 이음 발생을 억제할 수 있다.
도 8은 한 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 상태에서의 캠 구조들의 단면의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 폴더블 전자 장치에 적용되는 힌지 구조는 예컨대, 도시된 바와 같이, 적어도 제2 암부(222) 및 제2 회전축(232)을 포함할 수 있다. 상기 제2 회전축(232)은 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)와 체결될 수 있다. 제3 암 캠 구조(222_4a)의 제1 체결 홀(222_4a1) 및 제2 체결 홀(222_4b1) 내에 제2 회전축(232)이 삽입되면, 적어도 하나의 제1 압입 돌기(222_4a5)들 및 제2 압입 돌기(222_4b5)들이 제2 회전축(232)과 압입된 상태를 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축(232) 중 제1 압입 돌기(222_4a5)들은 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 일측과 압입될 수 있다. 상기 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)에서, 축의 중심점에서 곡면까지 가장 가까운 거리는 제1 거리(8r1)이고, 축의 중심점에서 평평한 면까지 가장 가까운 거리는 제2 거리(8r2)이고, 축의 중심점에서 제3 암 캠 구조(222_4a)의 바깥면까지의 거리는 제3 거리(8r3)가 될 수 있고, 제1 거리(8r1)는 제2 거리(8r2)보다 크고, 제3 거리(8r3)는 제1 거리(8r1)보다 클 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축(232) 중 제2 압입 돌기(222_4b5)들은 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a)의 일측과 압입될 수 있다. 상기 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a)에서, 축의 중심점에서 곡면까지 가장 가까운 거리는 제4 거리(8r4)이고, 축의 중심점에서 평평한 면까지 가장 가까운 거리는 제5 거리(8r5)이고, 축의 중심점에서 제4 암 캠 구조(222_4b)의 바깥면까지의 거리는 제6 거리(8r6)가 될 수 있다. 상기 제4 거리(8r4)는 제5 거리(8r5)보다 크고, 제6 거리(8r6)는 제4 거리(8r4)보다 클 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제4 거리(8r4)는 제1 거리(8r1)보다 크고, 제5 거리(8r5)는 제2 거리(8r2)보다 크고, 제6 거리(8r6)는 제3 거리(8r3)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 대응하여, 제1 체결 홀(222_4a1)의 z축 단면의 크기는 제2 체결 홀(222_4b1)의 z축 단면의 크기보다 작게 형성될 수 있다.
도시된 도면에서, 제1 압입 돌기(222_4a5) 및 제2 압입 돌기(222_4b5)는 각각 제2 회전축(232)의 평평한 면에 접촉되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제1 압입 돌기(222_4a5) 중 적어도 일부는 제2 회전축(232)의 곡면과 제1 체결 홀(222_4a1) 내측 곡면 사이에 형성되고, 상기 제2 압입 돌기(222_4b5) 중 적어도 일부는 제2 회전축(232)의 곡면과 제2 체결 홀(222_4b1) 내측 곡면 사이에 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상술한 제2 암부 및 제2 회전축 결합 상태는 제1 암부 및 제1 회전축 결합 상태와 동일한 결합 상태를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 암부(221)에 형성된 제1 암 캠 구조(221_4a)와 제2 암 캠 구조(221_4b)에 제1 회전축(231)이 삽입될 때, 제1 회전축(231)은 제2 회전축(232)과 유사하게, 두께가 다른 제1 부분과, 제2 부분 및 제3 부분을 포함할 수 있으며, 제1 암 캠 구조(221_4a) 내에 형성된 제3 압입 돌기는 제1 회전축(231)의 제2 부분과 접촉되도록 배치되고, 제2 암 캠 구조(221_4b) 내에 형성된 제4 압입 돌기는 제1 회전축(231)의 제1 부분과 접촉되도록 배치될 수 있다. 상기 제3 압입 돌기 및 제4 압입 돌기는 상기 도 8에서 설명한 제1 압입 돌기(222_4a5) 및 제2 압입 돌기(222_4b5)와 동일한 구조 및 크기를 가질 수 있다.
도 9는 한 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 과정의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 폴더블 전자 장치의 적어도 일부는 제2 회전축(232) 및 제2 암부(222)를 포함할 수 있다. 상기 제2 회전축(232)은 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 평평한 면이 z축 방향으로 서로 대향되게 배치되고, 곡면이 평평한 두 면 사이에 배치되는 구조를 가질 수 있다. 제2 회전축(232)은 위치별로 두께가 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 회전축(232)은 일측 끝단에서 제2 축 기어(232_2) 방향으로 갈수록 점진적으로 또는 계단 식으로 두께가 커질 수 있다.
901 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)과 제2 암부(222)가 체결되도록 정렬되는 시점에, 제2 회전축(232)의 링 거치 홈이 제2 암부(222)의 제4 암 캠 구조(222_4b)에 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 회전축(232)의 기둥부 중 제3 부분(232_1c)이 제4 암 캠 구조(222_4b)에 가깝게 배치되고, 제2 회전축(232)의 기둥부 중 제1 부분(232_1a)은 제4 암 캠 구조(222_4b)와 멀게 배치될 수 있다. 여기서, 제2 회전축(232)의 제3 부분(232_1c)이 선행하여 제4 암 캠 구조(222_4b)에 삽입(예: 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 제2 체결 홀(222_4b1)에 삽입)될 수 있다.
902 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)과 제2 암부(222)가 체결되는 동안, 제2 회전축(232)의 제3 부분(232_1c)이 선행하여 제4 암 캠 구조(222_4b)에 삽입(예: 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 제2 체결 홀(222_4b1)에 삽입)되고, 제3 부분(232_1c)이 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)에 놓이는 동안, 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 일부(예: 제2 부분(232_1b) 중 -x축 가장자리)는 제4 암 캠 구조(222_4b)의 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축(232)의 z축 단면의 크기는 제2 체결 홀(222_4b1)의 z축 단면의 크기보다 작을 수 있다. 또는, 제2 체결 홀(222_4b1) 내에 위치한 제2 압입 돌기(222_4b5)의 일측 끝단(예: 제2 체결 홀(222_4b1)의 바닥면으로부터 돌출된 압입 돌기의 최상단)들을 잇는 가상의 z축 단면의 크기가 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 z축 단면의 크기보다 크거나 또는 압입이 발생되지 않을 정도로 유사하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 체결 홀(222_4b1)에 제2 압입 돌기(222_4b5)가 배치되어 있다 하더라도 제2 압입 돌기(222_4b5)는 변형이 없이 원래 상태를 유지할 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)와 제2 회전축(232) 사이 적어도 일부(예: 제2 압입 돌기(222_4b5)의 돌출 상단 또는 돌출 끝단과 제2 회전축(232)의 평평한 면 및 곡면 중 적어도 일부와의 사이)에 틈이 형성될 수 있다.
902 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)과 제2 암부(222)가 체결되는 동안, 제2 회전축(232)의 제3 부분(232_1c)이 선행하여 제4 암 캠 구조(222_4b)에 삽입(예: 제4 암 캠 구조(222_4b)에 형성된 제2 체결 홀(222_4b1)에 삽입)되고, 제3 부분(232_1c)이 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)에 놓이는 동안, 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 일부(예: 제2 부분(232_1b) 중 -x축 가장자리)는 제4 암 캠 구조(222_4b)의 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 위치할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축(232)의 z축 단면의 크기는 제2 체결 홀(222_4b1)의 z축 단면의 크기보다 작을 수 있다. 또는, 제2 체결 홀(222_4b1) 내에 위치한 제2 압입 돌기(222_4b5)의 일측 끝단(예: 제2 체결 홀(222_4b1)의 바닥면으로부터 돌출된 압입 돌기의 최상단)들을 잇는 가상의 z축 단면의 크기가 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 z축 단면의 크기보다 크거나 또는 압입이 발생되지 않을 정도로 유사하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 체결 홀(222_4b1)에 제2 압입 돌기(222_4b5)가 배치되어 있다 하더라도 제2 압입 돌기(222_4b5)는 변형이 없이 원래 상태를 유지할 수 있다. 상기 제2 압입 돌기(222_4b5)와 제2 회전축(232) 사이 적어도 일부(예: 제2 압입 돌기(222_4b5)의 돌출 상단 또는 돌출 끝단과 제2 회전축(232)의 평평한 면 및 곡면 중 적어도 일부와의 사이)에 틈이 형성될 수 있다.
903 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)의 일부(예: 제3 부분(232_1c)의 적어도 일부)이 제4 암 캠 구조(222_4b)를 지나 제3 암 캠 구조(222_4a)를 관통하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 부분(232_1c)은 제3 암 캠 구조(222_4a)의 제1 체결 홀(222_4a1)을 벗어나 배치될 수 있다. 이때, 제1 체결 홀(222_4a1) 내측에 형성된 제1 압입 돌기(222_4a5)는 부분적으로 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)과 접촉되어 압입 상태를 가질 수 있다. 이에 대응하여, 제1 압입 돌기(222_4a5)의 일부는 제2 부분(232_1b)과의 접촉에 따라 형태가 변형될 수 있다. 한편, 제1 압입 돌기(222_4a5)가 부분적으로 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)과 접촉되어 압입 상태를 가지는 동안, 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 형성된 제2 압입 돌기(222_4b5)도 부분적으로 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a)과 접촉되어 압입 상태를 가질 수 있다. 이에 대응하여, 제2 압입 돌기(222_4b5)의 일부는 제1 부분(232_1a)과의 접촉에 따라 형태가 변형될 수 있다.
903 상태에서, 제2 회전축(232)이 -x축 방향으로 더 삽입되면, 904 상태에서와 같이, 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 -x축 가장자리 부분은 제1 체결 홀(222_4a1) 내측의 제1 압입 돌기(222_4a5) 전체와 압입 상태를 가지며, 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a) 전체 또는 적어도 일부는 제2 체결 홀(222_4b1) 내측의 제2 압입 돌기(222_4b5) 전체와 압입 상태를 가지도록 배치될 수 있다. 상기 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 x축 가장자리 부분은 제2 체결 홀(222_4b1) 내에 배치되지만, 제2 체결 홀(222_4b1)의 크기보다 작은 크기로 형성되어, 제2 체결 홀(222_4b1) 내 제2 압입 돌기(222_4b5)과 비 접촉상태 또는 비압입 상태에 놓일 수 있다.
상술한 바와 같이, 한 실시 예에 따른 제2 회전축(232) 및 제2 암부(222)는 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)이 제1 압입 돌기(222_4a5)와 압입 상태가 되는 시작 지점과 제1 부분이 제2 압입 돌기(222_4b5)와 압입되는 시작 지점이 동일하게 형성되는 구조를 가질 수 있다. 이러한 구조를 적용할 경우, 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a) 및 제2 부분(232_1b)이 제2 암부(222)의 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b)에 동시 압입되면서, -x축 방향으로 가해지는 압력이 증가하게 될 수 있다. 상기 증가된 압력은 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제2 암부(222)의 기본 바디(222_1) 연결 지점의 적어도 일부 및 제4 암 캠 구조(222_4b)와 제2 암부(222)의 기본 바디(222_1) 연결 지점의 적어도 일부에 작용하면서, 제2 암부(222)의 형태 변형이 발생하거나 크랙이 발생할 수 있다. 이와 관련하여, 도 10에 나타낸 바와 같이, 압입 시점이 다르도록 제2 회전축(232)의 형상을 다르게 구성할 수 있다.
도 10 다른 실시 예에 따른 제2 암부 및 제2 회전축 결합 과정의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 1001 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)과 제2 암부(222)는 체결 이전에, 제2 회전축(232)의 중 링 거치 홈이 제2 암부(222)의 제4 암 캠 구조(222_4b)에 가깝게 배치될 수 있다.
1002 상태를 참조하면, 제2 회전축(232)이 제4 암 캠 구조(222_4b)와 제3 암 캠 구조(222_4a)와 체결되어 제3 부분(232_1c)의 일부(예: x축 가장자리)는 제3 암 캠 구조(222_4a)의 제1 체결 홀(222_4a1) 내에 배치될 수 있다. 제2 회전축(232)의 제3 부분(232_1c)의 z축 단면 크기는 제1 체결 홀(222_4a1) 내의 크기(예: 제1 압입 돌기(222_4a5)를 제외한 빈 공간)보다 작게 형성되어, 제3 부분(232_1c)과 제1 압입 돌기(222_4a5)는 미접촉 상태를 가지거나, 접촉되더라도 비 압입 상태를 가질 수 있다. 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 일측 일부(예: 제2 부분(232_1b)의 -x축 가장자리 일부)는 제3 암 캠 구조(222_4a)에 삽입되지 않은 상태에 놓일 수 있다. 이와 관련하여, 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 x축 길이는 제3 암 캠 구조(222_4a)의 x축 가장자리부터 제4 암 캠 구조(222_4b)의 x축 가장자리까지의 길이 이상의 긴 길이를 가질 수 있다. 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 타측 일부(예: 제2 부분(232_1b)의 x축 가장자리)는 제2 체결 홀(222_4b1)의 크기(예: 제2 압입 돌기(222_4b5)를 제외한 빈 공간)보다 작은 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 부분(232_1b)의 타측 일부는 제2 체결 홀(222_4b1) 내측 제2 압입 돌기(222_4b5)와 비접촉 상태를 가지거나 또는 접촉되더라도 제2 체결 홀(222_4b1)과 비압입 상태를 가질 수 있다.
제2 회전축(232)이 제4 암 캠 구조(222_4b)에서 제3 암 캠 구조(222_4a) 방향으로 더 삽입되면, 1003 상태에서와 같이, 제2 회전축(232)의 일부(예: 제2 부분(232_1b)의 -x축 가장자리 일부)는 제1 체결 홀(222_4a1) 내측에 형성된 제1 압입 돌기(222_4a5)와 접촉되고, 제1 압입 돌기(222_4a5)의 적어도 일부는 제2 부분(232_1b)의 압입에 따라 변형될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 체결 홀(222_4a1) 내측에 부분적으로 형성된 제1 압입 돌기(222_4a5)는 제2 부분(232_1b)의 일부와 압입 상태에 놓일 수 있다. 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a)의 적어도 일부는 제4 암 캠 구조(222_4b)의 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 배치될 수 있다. 제2 체결 홀(222_4b1) 내측에 부분적으로 형성된 제2 압입 돌기(222_4b5)는 제1 부분(232_1a)과 비접촉 상태를 가질 수 있다.
1003 상태에서, 제2 회전축(232)이 -x축 방향으로 더 삽입되면, 1004 상태에서와 같이, 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)의 -x축 가장자리 부분은 제1 체결 홀(222_4a1) 내측의 제1 압입 돌기(222_4a5) 전체와 압입 상태를 가지며 1003 상태와 비교하여 압입된 제2 부분(232_1b)의 위치가 달라질 수 있다. 제2 회전축(232)의 제1 부분(232_1a) 전체 또는 적어도 일부는 제2 체결 홀(222_4b1) 내측의 제2 압입 돌기(222_4b5) 전체와 압입 상태를 가지도록 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 한 실시 예에 따른 제2 회전축(232) 및 제2 암부(222)는 제3 암 캠 구조(222_4a)에 형성된 제1 압입 돌기(222_4a5)가 제2 회전축(232)의 제2 부분(232_1b)과 압입 상태가 진행되는 동안, 제2 압입 돌기(222_4b5)는 비 압입 상태를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 암부(222)의 기본 바디(222_1)와 제3 암 캠 구조(222_4a) 사이에만 압력이 작용할 수 있다. 이후, 제1 압입 돌기(222_4a5)의 압입 상태가 유지되는 동안, 제2 압입 돌기(222_4b5)의 압입 상태가 진행되어, 압력이 순차적으로 증가함으로써, 본 발명의 폴더블 전자 장치에 적용되는 힌지 구조는 제2 암부(222)가 압력에 적응할 수 있는 시간을 제공함으로써, 제2 암부(222)의 파손 또는 변형을 저감할 수 있다.
한편, 상기 도 9 및 도 10에서 설명한 제2 회전축(232)의 구조와 제2 암부(222)의 구조는 제1 회전축(231)의 구조 및 제1 암부(221)의 구조에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.
도 11은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구성의 제1 상태를 설명하는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 11을 참조하면, 전자 장치(100)의 일부 구성은 제1 힌지 구조(200a) 및 디스플레이(160)를 포함하며, 상기 제1 힌지 구조(200a) 및 디스플레이(160)는 제1 상태(예: 펼침 상태)를 가질 수 있다. 설명에 앞서, 도 11에 나타낸 도면은, 보는 각도에 따라 제2 힌지 구조(200b)와 디스플레이(160) 형상에 대응될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 힌지 구조(200a)는 제1 회전부재(211), 제2 회전부재(212), 고정 브라켓(213), 제1 암부(221), 제2 암부(222), 상기 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232), 아이들 기어들(233, 234), 제1 이동캠 부재(241a), 제2 이동캠 부재(241b), 제1 탄성체(242a), 제2 탄성체(242b), 제3 탄성체(242c), 제4 탄성체(242d), 센터 브라켓(243a), 및 축 브라켓(243b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부재(211)는 제1 체결부(251)를 통해 제1 암부(221)와 연결될 수 있다. 제2 회전부재(212)는 제2 체결부(252)를 통해 제2 암부(222)와 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)가 펼침 상태를 유지하는 동안, 디스플레이(160)는 펼침 상태를 유지할 수 있다. 제1 암부(221)는 제1 회전축(231)을 기준으로 지정된 각도 범위 내(예: 0도 ~ 100도 또는 0도~95도 범위)에서 회전 동작할 수 있다. 제2 암부(222)는 제2 회전축(232)을 기준으로 지정된 각도 범위 내에서 회전 동작할 수 있다. 제1 회전부재(211)는 제3 축(13)을 기준으로 제1 암부(221)와 유사 또는 동일한 각도 범위 내에서 회전 동작할 수 있다. 제2 회전부재(212)는 제4 축(14)을 기준으로 제2 암부(222)와 유사 또는 동일한 각도 범위 내에서 회전 동작할 수 있다. 상기 제3 축(13)은 제1 회전축(231)에 비하여 디스플레이(160) 방향(예: z축 방향)으로 더 높게 형성될 수 있다. 상기 제4 축(14)은 제2 회전축(232)에 비하여 디스플레이(160) 방향(예: z축 방향)으로 더 높게 형성될 수 있다. 상기 제3 축(13)과 제4 축(14) 사이의 간격은 상기 제1 회전축(231)와 제2 회전축(232) 사이의 간격보다 짧게 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제3 축(13) 및 제4 축(14)은 수평축(예: y축) 상에서 나란하게 형성될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제3 축(13) 및 제4 축(14)은 디스플레이(160)와 동일 층 상에 형성되거나, 또는 디스플레이(160) 보다 상측(예: 디스플레이(160)의 위 air)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 축(13) 및 제4 축(14)은 가상의 축일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)가 펼침 상태를 유지하는 동안, 제1 회전부재(211)의 제1 브라켓 바디(211_1)와 제2 회전부재(212)의 제2 브라켓 바디(212_1)는 나란하게 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 도시된 도면을 기준으로 제1 브라켓 바디(211_1)의 상부면과 제2 브라켓 바디(212_1)의 상부면은 동일하게 상측(예: z축 방향)을 바라보도록 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)가 펼침 상태를 유지하는 동안, 제1 암부(221)와 제2 암부(222) 역시 나란하게 배치되고, 이에 따라, 제1 암부(221)의 제1 기본 바디(221_1) 및 제2 암부(222)의 제2 기본 바디(222_1)는 모두 동일한 방향(예: 도시된 도면 기준으로 z축 방향)을 바라보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 브라켓 바디(211_1), 제2 브라켓 바디(212_1), 제1 기본 바디(221_1), 제2 기본 바디(222_1)가 모두 수평축을 기준으로 나란하게 배치되며, 도시된 도면 기준으로 모두 동일한 상측 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 브라켓 바디(211_1), 제2 브라켓 바디(212_1), 제1 기본 바디(221_1), 제2 기본 바디(222_1)는 높이의 차이 없이 디스플레이(160)의 후면을 지지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 디스플레이(160)가 휘어지는 중심부는 힌지 구조들(200a, 200b)과 일정 사이의 갭(Gap)이 형성될 수 있다. 상기 디스플레이(160)의 중심부(163) 이외의 주변 영역(예: 제1 부분(161) 또는 제2 부분(162))과 상기 힌지 구조들(200a, 200b) 사이에는 접착층이 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 상태(예: 디스플레이(160)가 펼쳐진 상태)에서, 제1 이동캠 부재(241a)의 제1 캠(241a_1a)의 산과 골은 제1 암 캠 구조(221_4a)의 골과 산에 각각 맞물리도록 배치되고, 제1 이동캠 부재(241a)의 제2 캠(241a_1b)의 산과 골은 제3 암 캠 구조(222_4a)의 골과 산에 각각 맞물리도록 배치되고, 제2 이동캠 부재(241b)의 제3 캠(241b_1a)의 산과 골은 제2 암 캠 구조(221_4b)의 골과 산에 각각 맞물리도록 배치되고, 제2 이동캠 부재(241b)의 제4 캠(241b_1b)의 산과 골은 제4 암 캠 구조(222_4b)의 골과 산에 각각 맞물리도록 배치될 수 있다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구조의 제1 각도 상태를 설명하는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 12를 참조하면, 제1 힌지 구조(200a)(또는 제2 힌지 구조(200b))는 제1 각도 상태(예: 제1 회전부재(211) 및 제2 회전부재(212)의 상부면(z축 방향의 면)이 수평축(y축)과 이루는 각도가 30도인 상태)를 포함할 수 있다. 상기 제1 힌지 구조(200a)는 앞서 설명한 바와 같이, 제1 회전부재(211), 제2 회전부재(212), 고정 브라켓(213), 제1 암부(221), 제2 암부(222), 제1 이동캠 부재(241a), 제2 이동캠 부재(241b), 제1 탄성체(242a), 제2 탄성체(242b), 제3 탄성체(242c), 제4 탄성체(242d), 제1 회전축(231), 제2 회전축(232), 센터 브라켓(243a) 및 축 브라켓(243b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부재(211)는 제1 체결부(251)를 통해 제1 암부(221)와 연결될 수 있다. 제2 회전부재(212)는 제2 체결부(252)를 통해 제2 암부(222)와 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 외부 압력이 작용하여 제1 회전부재(211)가 고정된 제1 하우징(예: 도 1의 제1 하우징 부분(110)) 또는 제2 회전부재(212)가 고정된 제2 하우징(예: 도 1의 제2 하우징 부분(120))이 도시된 도면을 기준으로, 수평축(예: y축)의 일 지점에서 수직축(예: z축) 방향으로 일정 각도(예: 5도, 10도, 15도와 같은 일정 단위 각도)로 회전할 수 있다. 예를 들면, 제1 하우징 부분(110)에 연결된 제1 회전부재(211)는 제3 축(13)을 기준으로 수평축(예: y축) 일 지점에서 수직축(예: z축) 방향으로 제1 각도(예: 30도)만큼 회전할 수 있다. 외부 압력에 의해, 제1 회전부재(211)가 제1 각도만큼 회전하는 경우, 해당 압력은 제1 체결부(251)를 통하여 제1 암부(221)에 전달될 수 있다. 이에 따라, 제1 암부(221)는 제1 회전축(231)을 기준으로 수평축(예: y축) 상에서 수직축(예: z축) 방향으로 제1 각도만큼 회전 동작할 수 있다. 이 동작에서, 제1 암부(221)의 회전 동작에 따라 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)는 회전할 수 있다. 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b)에 삽입된 제1 회전축(231)은 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 제2 암 캠 구조(221_4b) 회전에 따라 전달된 힘에 의해 회전하고, 제1 회전축(231)이 회전하면서, 제1 회전축(231)의 제1 축 기어(예: 도 3의 231_2)가 회전할 수 있다. 제1 축 기어 회전에 따라, 제1 축 기어에 기어 결합한 제1 아이들 기어(233)와 제2 아이들 기어(234)가 회전하고, 결과적으로, 제2 아이들 기어(234)에 기어 연결된 제2 축 기어(232_2)가 회전함에 따라 제2 회전축(232)이 회전할 수 있다. 제2 회전축(232) 회전에 따라, 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(242_4b)가 회전하고, 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 제4 암 캠 구조(222_4b) 회전에 따라 제2 암부(222)가 회전하고, 제2 암부(222) 회전에 따라 제2 체결부(252)를 통해 연결된 제2 회전부재(212)가 회전할 수 있다. 상술한 설명에서는, 제1 회전부재(211)에 외부 압력에 가해지는 동안 제2 회전부재(212)가 동시에 회전하는 동작을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제2 회전부재(212)에 외부 압력이 가해질 경우, 제2 체결부(252)를 통해 연결된 제2 암부(222)가 회전하고, 제2 암부(222)에 연결된 제2 회전축(232), 제2 회전축(232)에 연결된 제2 아이들 기어(234), 제2 아이들 기어(234)에 연결된 제1 아이들 기어(233), 제1 아이들 기어(233)에 연결된 제1 회전축(231), 제1 회전축(231)에 연결된 제1 암 캠 구조(221_4a)와 제2 암 캠 구조(221_4b)를 가지는 제1 암부(221), 제1 암부(221)와 제1 체결부(251)를 통해 연결된 제1 회전부재(211)가 회전할 수 있다. 또는, 제1 회전부재(211) 및 제2 회전부재(212) 동시에 외부에서 압력이 가해질 경우, 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)가 동시에 일정 각도로 회전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 힌지 구조(200a)는 외부에서 가해진 압력(또는 힘)에 따라 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)가 동시 회전하는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 외부 압력이 제2 회전부재(212)가 연결된 제2 하우징 부분(120)에서 발생하거나, 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)에서 동시 발생하더라도, 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)는 동시 회전할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 동시 회전함에 따라, 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)의 비틀림이 억제되고, 안정적인 힌지 동작이 수행될 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)의 축들(13, 14)이 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)의 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232) 사이에 배치됨으로써, 회전 시점 별로 제1 회전부재(211)의 회전량과 제1 암부(221)의 회전량이 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 회전부재(211)의 제1 브라켓 바디(211_1)의 상부면이 제1 암부(221)의 기본 바디(221_1)의 상부면보다 수직축(예: z축)을 기준으로 더 많이 회전된 상태를 가질 수 있다. 제1 회전 부(211)과 제1 암부(221)가 제1 체결부(251)를 통해 연결됨에 따라, 제1 회전부재(211)가 회전하는 동안, 제1 체결부(251)는 제1 회전부재(211)의 제1 슬라이드 홀(211_2)을 따라 일정 거리만큼 슬라이딩 될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 브라켓 바디(212_1)의 상부면이 제2 기본 바디(222_1)보다 수직축(예: z축)을 기준으로 더 많이 회전된 상태를 가질 수 있다. 또한, 제2 회전부재(212)와 제2 암부(222)가 제2 체결부(252)를 통해 연결됨에 따라, 제2 회전부재(212)가 회전하는 동안, 제2 체결부(252)는 제2 회전부재(212)의 제2 슬라이드 홀(212_2)을 따라 일정 거리만큼 슬라이딩 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(100)의 디스플레이(160)가 특정 각도(예: 디스플레이(160)의 상부면과 수평축 사이의 각도가 30도 또는 -30도)로 접힌 상태에서, 제1 암부(221) 회전에 따라, 제1 암 캠 구조(221_4a)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부는 제1 이동캠 부재(241a)의 제1 캠(241a_1a)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부와 접촉된 상태를 가지며, 제2 암 캠 구조(221_4b)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부는 제2 이동캠 부재(241b)의 제3 캠(241b_1a)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부와 접촉된 상태를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 제2 암부(222) 회전에 따라, 제3 암 캠 구조(222_4a)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부는 제1 이동캠 부재(241a)의 제2 캠(241a_1b)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부와 접촉된 상태를 가지며, 제4 암 캠 구조(222_4b)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부는 제2 이동캠 부재(241b)의 제4 캠(241b_1b)의 산과 골 사이의 경사부 중 산 쪽에 가까운 경사부와 접촉된 상태를 가질 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따른 제1 힌지 구조의 제2 각도 상태를 설명하는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 13을 참조하면, 제1 힌지 구조(200a)는 제2 각도 상태를 포함할 수 있다. 상기 제1 힌지 구조(200a)는 예컨대, 제1 회전부재(211), 제2 회전부재(212), 고정 브라켓(213), 제1 암부(221), 제2 암부(222), 기어 구조(230), 제1 이동캠 부재(241a), 제2 이동캠 부재(241b), 제1 탄성체(242a), 제2 탄성체(242b), 제3 탄성체(242c), 제4 탄성체(242d), 제1 회전축(231), 제2 회전축(232), 센터 브라켓(243a) 및 축 브라켓(243b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 회전부재(211)는 제1 체결부(251)를 통해 제1 암부(221)와 연결되고, 제2 회전부재(212)는 제2 체결부(252)를 통해 제2 암부(222)와 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 외부 압력(또는 힘)이 작용하여 제1 하우징(예: 도 1의 제1 하우징 부분(110)) 또는 제2 하우징(예: 도 1의 제2 하우징 부분(120))이 도시된 도면을 기준으로 수평축(예: y축)의 일 지점에서 수직축(예: z축) 방향으로 제2 각도(예: 60도)만큼씩 회전할 수 있다. 예를 들면, 외부 압력 또는 힘이 제1 하우징 부분(110) 또는 제2 하우징 부분(120)에 전달되면, 제1 회전부재(211) 또는 제2 회전부재(212)가 제3 축(13) 또는 제4 축(14)을 기준으로 수평축(예: y축) 일 지점에서 수직축(예: z축) 방향으로 제2 각도(예: 60도)만큼 회전할 수 있다. 상술한 동작을 수행하는 과정에서, 가해진 힘은 제1 암부(221) 또는 제2 암부(222), 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232), 아이들 기어들(233, 234)을 통해 상호 전달되어, 제1 회전부재(211), 제2 회전부재(212), 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)가 동시에 회전할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 회전부재(211) 및 제2 회전부재(212)가 제2 각도로 회전함에 따라, 제1 체결부(251) 및 제2 체결부(252)는 제1 슬라이드 홀(211_2) 및 제2 슬라이드 홀(212_2) 내에서 슬라이드 동작하되, 제1 각도로 회전된 상태보다 수직축(예: z축)에 더 가깝게 위치할 수 있다. 상술한 동작 과정에서, 제1 회전부재(211)의 제1 레일(211_3)은 도시된 도면을 기준으로, 고정 브라켓(213)의 중심에서 좌측 바깥쪽 방향으로 회전 동작하며, 제2 회전부재(212)의 제2 레일(212_3)은 고정 브라켓(213)의 중심에서 우측 바깥쪽 방향으로 회전 동작할 수 있다. 제1 회전부재(211)와 제1 암부(221)의 회전하는 축이 서로 다르고, 제2 회전부재(212)와 제2 암부(222)의 회전하는 축이 서로 다름에 따라, 제1 브라켓 바디(211_1)의 상부면과 제2 브라켓 바디(212_1)의 상부면 사이의 거리가, 제1 기본 바디(221_1)의 상부면과 제2 기본 바디(222_1)의 상부면 사이의 거리보다 수직축(예: z축)에 더 가깝게 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 전자 장치(100)의 디스플레이(160)가 특정 각도(예: 디스플레이(160)의 상부면과 수평축 사이의 각도가 60도 또는 -60도)로 접힌 상태에서, 제1 암부(221) 회전에 따라, 제1 암 캠 구조(221_4a)의 산의 적어도 일부는 제1 이동캠 부재(241a)의 제1 캠(241a_1a)의 산의 적어도 일부와 접촉된 상태를 가지며, 제2 암 캠 구조(221_4b)의 산의 적어도 일부는 제2 이동캠 부재(241b)의 제3 캠(241b_1a)의 산과 접촉된 상태를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 제2 암부(222) 회전에 따라, 제3 암 캠 구조(222_4a)의 산 적어도 일부는 제1 이동캠 부재(241a)의 제2 캠(241a_1b)의 산과 접촉된 상태를 가지며, 제4 암 캠 구조(222_4b)의 산의 적어도 일부는 제2 이동캠 부재(241b)의 제4 캠(241b_1b)의 산과 접촉된 상태를 가질 수 있다.
상술한 설명에서는 제1 각도 상태에서, 캠 구조의 산에 인접된 경사부가 캠의 산에 인접된 경사부에 접촉된 상태로 설명하고, 제2 각도 상태에서, 캠 구조의 산의 적어도 일부가 캠의 산과 접촉된 상태를 가지는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 전자 장치(100)는 보다 다양한 각도 상태(예; 디스플레이의 일측 상부면과 수평축이 이루는 각도가 캠 구조와 캠의 마찰에 의한 프리스탑 또는, 다양한 각도 예컨대, 1도 단위, 5도 단위 또는 15도, 30도, 45도, 60도 등)를 가질 수 있으며, 각 각도 상태 별로, 캠 구조의 산과 골 사이의 경사부와 캠의 산과 골 사이의 경사부가 접촉되는 부분이 달라질 수 있다. 또는, 각 각도 상태 별로, 캠 구조의 산과 캠의 산이 접촉되는 면적의 크기가 달라질 수 있다.
도 14은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 일부 구조들의 제2 상태를 설명하는 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 14를 참조하면, 전자 장치(100)는 제1 힌지 구조(200a) 및 디스플레이(160)를 포함할 수 있다. 상기 제1 힌지 구조(200a)의 제2 상태는 접힘 상태를 포함할 수 있다. 상기 제1 힌지 구조(200a)는 예컨대, 고정 브라켓(213), 제1 회전부재(211), 제2 회전부재(212), 제1 암부(221), 제2 암부(222), 제1 체결부(251), 제2 체결부(252), 제1 회전축(231), 제2 회전축(232), 상기 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232)의 축 기어들과, 아이들 기어들(233, 234), 제1 이동캠 부재(241a), 제2 이동캠 부재(241b), 제1 탄성체(242a), 제2 탄성체(242b), 제3 탄성체(242c), 제4 탄성체(242d), 센터 브라켓(243a) 및 축 브라켓(243b)을 포함할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전부재(211)와 제2 회전부재(212)는 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 도시된 도면을 기준으로, 제1 하우징 부분(110)과 제2 하우징 부분(120)의 가장자리 끝단(예: 도 17 기준으로 z축 방향의 끝단)이 서로 인접되게 배치됨에 따라, 도시된 도면에서, 상기 제1 회전부재(211)는 수직축(예: z축)에 평행하게 배치되거나, 또는 상기 제1 회전부재(211)는 제3 축(13)을 기준으로 회전하고, 수직축(예: z축)을 기준으로, -y축 방향으로 지정된 각도만큼 더 기울어져 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제2 회전부재(212)는 제1 회전부재(211)와 유사하게 수직축(예; z축)에 평행하게 배치되거나 또는, 제4 축(14)을 기준으로 회전하되 수직축(예: z축)을 기준으로 y축 방향으로 지정된 각도만큼 더 기울어져 배치될 수 있다. 상기 제3 축(13)은 예컨대, 제1 레일(211_3)의 회전 중심축이 될 수 있으며, 제4 축(14)은 제2 레일(212_3)의 회전 중심축이 될 수 있다. 제1 암부(221)는 제1 회전축(231)을 기준으로 회전하여 제1 회전부재(211)와 나란하게 배치되고, 제2 암부(222)는 제2 회전축(232)을 기준으로 회전하여 제2 회전부재(212)와 나란하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이(160)는 중심부(163)가 “U”자 형상으로 구부러지고, 나머지 영역은 평평한 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전부재(211) 및 제1 암부(221)가 수직하게(또는 수직축(예: z축)을 기준으로 -y축 방향으로 지정된 각도만큼 기울어지게) 배치되면서, 제1 회전부재(211)의 제1 브라켓 바디(211_1)의 상부면과 제1 암부(221)의 기본 바디(221_1)의 상부면은 높이 차 없이 나란하게 배치될 수 있다. 제1 회전부재(211) 및 제1 암부(221)의 길이 차이로 인하여, 제1 체결부(251)는 제1 회전부재(211)의 제1 슬라이드 홀(211_2)의 하측(예: 도 17 기준으로, -z축 방향의 가장자리)에 위치할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)가 펼침 상태일 경우, 제1 체결부(251)는 제1 회전부재(211)의 제1 슬라이드 홀(211_2)의 상측 가장자리에 위치할 수 있다. 이와 유사하게, 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 제2 체결부(252)는 제2 슬라이드 홀(212_2)의 하측 가장자리에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)의 디스플레이(160)가 접힌 상태(예: 디스플레이(160)의 중심부가 U자형으로 변형된 상태)에서, 제1 암부(221) 회전에 따라, 제1 암 캠 구조(221_4a)의 산과 골은 제1 이동캠 부재(241a)의 제1 캠(241a_1a)의 골과 산에 맞물리도록 배치된 상태를 가지며, 제2 암 캠 구조(221_4b)의 산과 골은 제2 이동캠 부재(241b)의 제3 캠(241b_1a)의 골과 산에 맞물리도록 배치된 상태를 가질 수 있다. 이와 유사하게, 제2 암부(222) 회전에 따라, 제3 암 캠 구조(222_4a)의 산과 골은 제1 이동캠 부재(241a)의 제2 캠(241a_1b)의 골과 산에 맞물리도록 배치되고, 제4 암 캠 구조(222_4b)의 산과 골은 제2 이동캠 부재(241b)의 제4 캠(241b_1b)의 골과 산에 맞물리도록 배치될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 힌지 구조의 두께 증가 없이 복수의 캠 구조를 구현하여 힌지의 디텐트 하중을 증가시킬 수 있다. 상기 전자 장치(100)는 힌지 구조의 증가된 디텐트 하중을 이용하여, 디스플레이(160)(또는 플렉서블 디스플레이)의 반력(또는 반발력, 또는 접힌 상태의 디스플레이가 펼쳐지려는 힘)이 증가되더라도 상온 혹은 저온의 환경에서 단말의 접힘 상태 또는 펼침 상태에서의 현상(예: 접힘 상태에서 하우징들(110, 120)의 끝단이 벌어지는 현상)를 개선할 수 있다. 상기 전자 장치(100)는 개선된 디텐트 하중을 통하여 디스플레이(160)의 반력 증가를 허용할 수 있어, 디스플레이(160)의 강성을 높일 수 있고(예: 디스플레이(160)를 이전보다 두껍게 제조 및 적용할 수 있음), 이에 따라 접힘 상태에서 접힘에 따른 하중이 집중되는 부분(예: 디스플레이(160)의 중앙 부분(163)의 크랙이나 면 손상 발생을 줄일 수 있다.
도 15는 다양한 실시 예에 따른 제2 암부의 다른 형태의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 16은 다른 형태의 암부가 적용된 전자 장치의 펼침 상태를 나타낸 도면이고, 도 17은 다른 형태의 암부가 적용된 전자 장치의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 15을 참조하면, 한 실시 예에 따른 제2 암부(222)는 기본 바디(222_1), 상기 기본 바디(222_1) 일측에 형성되어 제2 회전 부재와의 연결에 이용되는 연결부(222_2), 상기 기본 바디(222_1) 타측에 형성되어 제2 회전축과 체결되는 제3 암 캠 구조(222_4a)를 적어도 포함할 수 있다. 한편, 도시된 도면에서는 제2 암부(222)를 소결 안착 지그 상에 배치한 상태에서, x축 방향으로 바라보는 각도를 기준으로 제2 암부(222)를 나타낸 것이어서, 제3 암 캠 구조(222_4a)와 제4 암 캠 구조(222_4b)가 겹쳐져 보일 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제4 암 캠 구조(222_4b)의 형상은 제3 암 캠 구조(222_4a)와 동일 또는 유사한 형상을 가질 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)는 변형된 제1 체결 홀(222_4a1)을 포함하고, 상기 변형된 제1 체결 홀(222_4a1)의 세로 중심선을 가로지르는 제1 축(1510)(또는 제1 가상 축)의 폭(또는 제1 체결 홀의 세로축 길이)이 가로 중심선을 가로지르는 제2 축(1520)(또는 제2 가상 축) 의 폭(또는 제1 체결 홀의 가로축 길이)보다 길게 형성될 수 있다. 상기 제3 암 캠 구조(222_4a)는 변형된 제1 체결 홀(222_4a1) 형성과 관련하여, 적어도 일부가 평평한 영역을 포함하는 제1 측벽(222_4a61)과, 평평한 영역을 적어도 포함하며 상기 제1 측벽(222_4a61)과 마주보도록 배치되는 제2 측벽(222_4a62), 상기 제1 측벽(222_4a61)과 상기 제2 측벽(222_4a62) 사이에 배치되며 z축 방향으로 볼록하게 형성되는 제3 측벽(222_4a63), 상기 제1 측벽(222_4a61)과 상기 제2 측벽(222_4a62) 사이에 배치되며 -z축 방향으로 볼록하게 형성되는 제4 측벽(222_4a64)을 포함할 수 있다. 상기 제3 측벽(222_4a63)과 상기 제4 측벽(222_4a64)을 제2 축(1520)을 기준으로 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
상술한 구조의 변형된 제1 체결 홀(222_4a1)은 제3 측벽(222_4a63)의 양측 끝단이 제1 측벽(222_4a61)의 상단(예: -z축 방향의 상단)과 제2 측벽(222_4a62)의 상단(예: -z축 방향의 상단)에 의해 지지됨에 따라, 제2 암부(222)를 제조하는 과정에서 주변 환경(예: 높은 열과 압력이 가해지는 환경 또는 높은 열과 중력이 가해지는 환경, 또는 높은 열을 머금은 제2 암부(222)가 일정 온도와 압력에서 냉각되는 환경)에 의해 제3 측벽(222_4a63)의 적어도 일부가 z축 방향으로 변형되는 현상(예: 처짐)이 방지될 수 있다.
한편, 상술한 변형된 제1 체결 홀(222_4a1) 구조는 제2 체결 홀(222_4b1)에도 적용되어 변형된 제2 체결 홀로 형성될 수 있으며, 또한 제1 암부(221)의 체결 홀들에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 도 15에서 언급한 상대적으로 긴 제1 축(1510)이 z축 방향을 향하도록 형성된 변형된 제1 체결 홀(222_4a1)을 가지는 제1 암부(221) 및 변형된 제2 체결 홀(222_4b1)을 가지는 제2 암부(222) 적용에 따라, 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)에도 변형된 제1 회전축(231) 및 변형된 제2 회전축(232)이 적용될 수 있다. 예컨대, 폴더블 전자 장치(100)가 펼침 상태일 때, 변형된 제1 회전축(231)은 축의 중심점을 기준으로 z축 방향의 길이가 y축 방향의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 변형된 제2 회전축(232)도 축의 중심점을 기준으로 z축 방향의 길이가 y축 방향의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 변형된 제1 회전축(231)은 축의 중심점을 기준으로 y축 방향의 길이가 z축 방향의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 변형된 제2 회전축(232)도, 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 축의 중심점을 기준으로 y축 방향의 길이가 z축 방향의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 도 17에서, 1701 상태는 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 서로 인접되게 배치된 제1 하우징 부분(110)의 중앙 부분과 제2 하우징 부분(120)의 중앙 부분을 바라본 상태를 나타낸 것이다. 1703 상태는, 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 서로 인접되게 배치된 제1 하우징 부분(110)의 측면 부분과 제2 하우징 부분(120)의 측면 부분을 바라본 상태를 나타낸 것이고, 1705 상태는 1701 상태에서 D-D` 절단선의 한 단면의 적어도 일부 예를 나타낸 것이다.
다양한 실시 예에 따르면, 변형된 제1 회전축(231) 및 변형된 제2 회전축(232)이 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)에 적용되더라도, 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)의 체결 홀 형상을 제외하고 주변 형상은 이전 도 1 내지 도 14에서 설명한 구조와 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 암부(221) 및 제2 암부(222)는 앞서 설명한 제1 회전 부재(211) 및 제2 회전 부재(212)와 동일한 연결 구조를 통해 연결될 수 있다. 또한, 변형된 제1 회전축(231) 및 변형된 제2 회전축(232)에 동일한 제1 축 기어(231_2) 및 제2 축 기어(232_2)가 형성됨에 따라, 제1 축 기어(231_2)는 제1 아이들 기어(233)에 연결되고, 제2 축 기어(232_2)는 제2 아이들 기어(234)에 연결될 수 있다. 상기 축 기어들(231_2, 232_2) 및 아이들 기어들(233, 234)은 힌지 하우징(150) 내측에 배치되며, 폴더블 전자 장치(100)가 펼침 상태일 때, 상기 힌지 하우징(150)의 적어도 일부는 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)에 의해 가려질 수 있다. 또는, 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 힌지 하우징(150)의 적어도 일부는 제1 하우징 부분(110)과 제2 하우징 부분(120) 사이를 통해 외부로 노출될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치는, 디스플레이, 상기 디스플레이가 안착되는 제1 하우징 부분(110)과, 제2 하우징 부분(120), 상기 제1 하우징 부분 및 상기 제2 하우징 부분을 연결하는 힌지 구조를 포함하고, 상기 힌지 구조는 상기 제1 하우징 부분과 연결되는 제1 회전 부재, 상기 제2 하우징 부분과 연결되는 제2 회전 부재, 상기 제1 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하는 제1 암부, 상기 제2 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하는 제2 암부, 상기 제1 암부에 결합하는 제1 회전축, 상기 제2 암부에 결합하는 제2 회전축을 포함하고, 상기 제2 암부는 상기 제2 회전축의 일측이 삽입되는 제1 체결 홀이 형성된 암 캠 구조 및 상기 제2 회전축의 타측이 삽입되는 제2 체결 홀이 형성된 암 캠 구조를 포함하며, 상기 제1 체결 홀(222_4a1) 및 상기 제2 체결 홀(222_4b1) 중 적어도 하나의 내측면은 상기 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상기 디스플레이 방향으로 수직하게 배치되는 제1 측벽(222_4a61), 상기 디스플레이 방향으로 수직하게 배치되며 상기 제1 측벽과 마주보도록 배치되는 제2 측벽(222_4a62), 상기 제1 측벽의 일측 끝단 및 상기 제2 측벽의 일측 끝단을 잇도록 형성되며 곡면을 형성하는 제3 측벽(222_4a63), 상기 제1 측벽의 타측 끝단과 상기 제4 측벽의 타측 끝단을 잇도록 형성되며 상기 제3 측벽과 대향되게 배치되는 제4 측벽(222_4a64)을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 측벽 내지 제4 측벽의 구조는 제1 암부에 형성되는 적어도 하나의 암 캠 구조의 체결 홀들에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상기 디스플레이의 전면에 수직한 방향으로 제1 측벽과 제2 측벽이 형성되고, 상기 제1 측벽 및 제2 측벽 사이에 배치된 제3 측벽 및 제4 측벽이 볼록한 형상을 가짐으로, 힌지 구조 제조 과정에서, 변형 발생을 저감할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 폴더블 전자 장치는 상기 제1 측벽 및 상기 제2 측벽에는 홀의 중심부 방향 또는 상기 제1 측벽 및 제2 측벽의 바닥면에서 돌출되는 방향으로 일정 높이를 가지며 형성되는 적어도 하나의 압입 돌기를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 측벽들의 형상에 대응되도록, 상기 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상기 제1 회전축(또는 제2 회전축)의 평평한 영역은 상기 디스플레이의 전면(또는 후면)에 대하여 수직하게 배치되거나, 수직에 가깝게(예: 90도 기준으로 일정 범위(예: +-10도)를 가지며) 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 내지 제4 측벽들의 형상에 대응되도록, 상기 폴더블 전자 장치가 접힘 상태일 때, 상기 제1 회전축(또는 제2 회전축)의 평평한 영역은 상기 디스플레이의 전면(또는 후면)에 대하여 수평하게 배치되거나, 수평에 가깝게(예: 180도 기준으로 일정 범위(예: +-10도)를 가지며) 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상기 제1 회전축의 평평한 영역은 상기 디스플레이의 전면(또는 후면)에 대하여 수직하게 배치되거나, 수직에 가깝게(예: 180도 기준으로 일정 범위(예: +-10도)를 가지며) 배치되고, 상기 제2 회전축의 평평한 영역도 상기 디스플레이의 전면(또는 후면)에 대하여 수직하게 배치되거나, 수직에 가깝게(예: 180도 기준으로 일정 범위(예: +-10도)를 가지며) 배치될 수 있다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 기어들의 배치를 포함한 폴더블 전자 장치의 한 예를 나타낸 도면이다. 도 18에서, 1801 상태는 폴더블 전자 장치가 접힘 상태일 때, 단면의 일부를 나타낸 도면이며, 1802 상태는 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 기어들의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 폴더블 전자 장치(100)는 1801 상태에서와 같이 접힘 상태일 때, 디스플레이(160)의 적어도 일부가 U자 형태로 구부러지기 때문에, 상기 디스플레이(160)의 구부러진 영역과 기어들과의 충돌(또는 폴더블 전자 장치가 접힘 상태에서 낙하 시 발생할 수 있는 충돌)을 방지하기 위한 갭(gap1)이 요구될 수 있다. 이와 관련하여, y축을 기준으로 제1 아이들 기어(233)의 중심축과 제2 아이들 기어(234)의 중심축은 나란하게 배치되고, 제1 축 기어(231_2)의 중심축은 제1 아이들 기어(233)의 중심축보다 z축 방향(예: 디스플레이(160) 방향)으로 더 위쪽에 배치될 수 있다. 제2 축 기어(232_2)의 중심축은 제2 아이들 기어(234)의 중심축보다 z축 방향으로 더 위쪽에 배치되면서, y축을 기준으로 제1 축 기어(231_2)의 중심축과 나란하게 배치될 수 있다. 제1 회전축(231)에 배치된 제1 축 기어(231_2)는 제1 아이들 기어(233)보다 상대적으로 적은 이빨의 수를 포함하며, 제1 아이들 기어(233)와 기어 결합되도록 배치될 수 있다.
상술한 축 기어들(231_2, 232_2)과 아이들 기어들(233, 234)의 배치 관계에 맞추어, 힌지 하우징(150)은 축 기어들(231_2, 232_2)이 안착될 수 있도록 오목한 형상들(1810, 1820)을 포함할 수 있으며, 또한, 아이들 기어들(233, 234)이 안착될 수 있도록 오목한 형상들(1830, 1840)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 힌지 하우징(150)의 외부면 적어도 일부(1850)는 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)이 회전 범위에 대응하는 곡면을 포함할 수 있다. 또는, 힌지 하우징(150)의 외부 곡면 형상(1850)은, 제1 하우징 부분(110) 및 제2 하우징 부분(120)의 회전 범위에 대응하도록 형성될 수 있다.
1802 상태를 참조하면, 폴더블 전자 장치에 적용된 적어도 하나의 힌지 구조는 도시된 바와 같이, 적어도 제1 축 기어(231_2), 제2 축 기어(232_2), 제1 아이들 기어(233) 및 제2 아이들 기어(234)를 포함할 수 있다. 앞서 도 15에서 설명한 바와 같이, 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상대적으로 긴 제1 축(1510)이 z축 방향을 향하도록 배치되는 암부가 힌지 구조에 적용되는 경우, 제1 축 기어(231_2)의 중심에 배치된 제1 기둥부(231_1)의 평평한 영역들은 수평선(또는 xy축 평면)을 기준으로 세로로 배치되고, z축과 이루는 각도가 20도 이내(예: 제1 아이들 기어(233)와 제2 아이들 기어(234)의 이빨 수가 19개이고, 축 기어들(231_2, 232_2)의 이빨 수가 18개인 경우, 5도 이내)로 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제1 회전축(231) 또는 제2 회전축(232)의 중심점을 기준으로 y축 방향으로 가상의 제1 선분(231_1a)(예: 축 기어들(231_2, 232_2)의 중심에서 기둥부의 평평한 영역에 최단 거리로 그어지는 선분)을 긋는 경우, 상기 축 기어들(231_2, 232_2)의 중심에서 이빨 사이 골의 일 지점을 연결하는 가상의 제2 선분(231_1b)과 상기 제1 선분(231_1a) 사이의 각도가 5도 이내가 될 수 있다. 상술한 구조를 가지도록 회전축들(231, 232)을 구현할 경우, 제1 축 기어(231_2)와 제2 축 기어(232_2)의 형상이 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 이에 따라, 제1 회전축(231)과 제2 회전축(232)의 좌우측 구분 없이 생산 및 적용할 수 있다. 또한, 1802 상태에서와 같이, 제1 회전축(231)과 제2 회전축(232)을 배치할 경우, 제1 아이들 기어(233)와 제2 아이들 기어(234)의 사이를 기준으로 제1 축 기어(231_2)과 제2 축 기어(232_2)의 비대칭 정도가 줄어들어, 힘의 균형을 보다 용이하게 설계할 수 있다.
도 19는 다양한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치에 적용되는 힌지 구조의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4 및 도 19를 참조하면, 앞서 설명한 힌지 구조(200a)와 비교하여 도 19에 나타낸 힌지 구조는 다중 디텐트 구조에 추가적인 암 캠 구조와 이에 대응하는 추가적인 이동캠 부재 및 탄성 부여를 위한 추가적인 탄성 부재를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 힌지 구조(1900)는 앞서 설명한 다양한 힌지 구조들(예: 200a, 200b)의 확장된 형태 또는 앞서 설명한 힌지 구조들 중 적어도 하나를 대체하는 형태로 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 힌지 구조(1900)는 적어도 회전부재들(211, 212), 고정 브라켓(213), 암(arm)부들(221, 222), 기어 구조(230)를 포함하며, 3쌍의 캠 구조들과 캠 부재들로 구성된 다중 디텐트 구조를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 회전 부재들과, 고정 브라켓 및 기어 구조는 앞서 도 2 내지 도 18에서 설명한 구조들 중 적어도 일부와 유사 또는 동일하게 구성될 수 있다. 이에 따라, 암부들(221, 222)과 캠 부재들을 제외한 구성들에 대한 상세한 설명은 앞서 설명한 구조들의 설명들로 대체하기로 한다. 또한, 힌지 구조(1900)의 암부들(221, 222)의 동작은 앞서 설명한 암부들의 동작과 동일 또는 유사할 수 있다.
상기 힌지 구조(1900)에 포함되는 암부들(221, 222)은 복수개의 이동캠 부재들(241a, 241b, 241c)과 맞물리면서 디텐트 동작을 구현할 수 있다.
상기 제1 암부(221)는 상기 다중 디텐트 구조(240)에 포함되는 이동캠 부재들(241a, 241b, 241c)의 일측과 체결되는 제1 암 캠 구조(221_4a), 제2 암 캠 구조(221_4b) 및 제5 암 캠 구조(221_4c)를 포함하며, 제2 암부(222)는 이동캠 부재들(241a, 241b, 241c)의 타측과 체결되는 제3 암 캠 구조(222_4a), 제4 암 캠 구조(222_4b) 및 제6 암 캠 구조(222_4c)를 포함할 수 있다.
상기 제1 암부(221) 및 상기 제2 암부(222)에 각각 체결되는 제1 회전축(231), 제2 회전축(232)은 앞서 설명한 제1 회전축 및 제2 회전축과 동일 또는 유사한 구성과 형상을 가질 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축(231) 및 제2 회전축(232) 중 적어도 하나는 앞서 도 5에서 설명한 위치 별로 두께가 다르게 형성되는 구조를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 도 19에서 설명한 회전축들(231, 232)은 앞서 설명한 회전축들에 비하여 상대적으로 더 긴 길이를 가지도록 형성될 수도 있다. 디텐트 기능 지원과 관련하여, 상기 힌지 구조(1900)은 복수의 탄성체들(242a, 242b, 242c, 242d, 242e, 242f)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 복수의 탄성체들은 축 브라켓(243b) 일측과 제1 이동캠 부재(241a)의 일측 사이에 배치되는 제1 탄성체(242a), 축 브라켓(243b) 타측과 제1 이동캠 부재(241a)의 타측 사이에 배치되는 제2 탄성체(242b), 센터 브라켓(243a)의 x축 방향 일측과 제2 이동캠 부재(241b)의 일측 사이에 배치되는 제3 탄성체(242c), 센터 브라켓(243a) x축 방향 타측과 제2 이동캠 부재(241b)의 타측 사이에 배치되는 제4 탄성체(242d), 센터 브라켓(243a)의 -x축 방향 일측과 제3 이동캠 부재(241c)의 일측 사이에 배치되는 제5 탄성체(242e), 센터 브라켓(243a) -x축 방향 타측과 제3 이동캠 부재(241c)의 타측 사이에 배치되는 제6 탄성체(242f)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 탄성체들은 앞서 설명한 탄성체들과 유사한 특성 또는 형상을 가질 수 있다.
상술한 힌지 구조(1900)는 보다 많은 탄성체들과, 캠 구조들 및 캠 부재들을 마련함으로써, 캠 구조들 및 캠 부재들의 직경을 감소시키더라도 폴더블 전자 장치의 디텐트 성능에 필요한 토크를 발생시킬 수 있도록 지원한다. 이에 따라, 상기 힌지 구조(1900)가 적용되는 경우, 보다 적은 직경을 가지는 캠 구조들과 캠 부재들의 설계가 가능하며, 이에 따라, 디텐트 성능 저하 없이 폴더블 전자 장치의 슬림화를 개선할 수 있다.
도 20은 다양한 실시 예에 따른 제1 타입 캠 장치의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 20을 참조하면, 한 실시 예에 따른 제1 타입 캠 장치(20a)는 제1 타입 캠 구조(21) 및 제1 타입 캠 부재(22)가 맞물리도록 배치될 수 있다. 상기 제1 타입 캠 구조(21)는 예컨대, 앞서 설명한 암부에 배치된 캠 구조들 중 적어도 하나가 될 수 있다. 상기 제1 타입 캠 부재(22)는 앞서 설명한 이동캠 부재에 배치된 캠 부재들 중 적어도 하나가 될 수 있다.
상기 제1 타입 캠 구조(21)는 예컨대, 제1 산(21a) 및 제1 골(21b)를 포함하고, 제1 산(21a)의 일측과 제1 골(21b) 사이 적어도 하나의 제1 경사부(21c)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 산(21a)의 타측으로 연장되는 경사부를 더 포함하고, 상기 타측으로 연장된 경사부는 상기 제1 경사부(21c)와 동일 또는 유사한 경사도를 가질 수 있다. 상기 제1 산(21a)은 x축 상단의 적어도 일부가 평평하게 형성되고, 상기 평평한 영역은 수평하게(예: y축에 나란하게) 배치되거나 또는 일정 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제1 산(21a)의 좌우측 끝단에는 제1 경사부(21c) 일단 및 다른 경사부의 일단이 연속되게 배치될 수 있다. 상기 제1 경사부(21c)의 타단은 제1 골(21b)의 일측과 연결될 수 있다. 상기 제1 타입 캠 구조(21)의 제1 산(21a)이 x축 방향으로 돌출되는 것으로 볼 때, 제1 경사부(21c)는 -x축과 제1 경사각(21r)을 형성할 수 있다.
상기 제1 타입 캠 부재(22)는 예컨대, 제2 산(21a) 및 상기 제2 산(22a)의 일측 끝단에 일단이 연결되는 제2 경사부(22c)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 상기 제1 타입 캠 부재(22)는 제2 경사부(22c)의 타단은 제1 타입 캠 부재(22)의 골 일측이 연결될 수도 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 타입 캠 부재(22)는 상기 제2 산(22a)의 타측 끝단에서 타단으로 연장된 경사부를 더 포함할 수 있다. 상기 타단으로 연장된 경사부는 상기 제2 경사부(22c)와 동일 또는 유사한 경사도를 가질 수 있다. 상기 제2 산(22a)은 상기 제1 산(21a)과 유사하게 적어도 일부가 평평하게 형성되고, 상기 평평한 영역은 수평하게 배치되거나 또는 일정 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제1 타입 캠 부재(22)의 제2 산(22a)이 -x축 방향으로 돌출되는 것으로 볼 때, 제2 경사부(22c)는 x축과 제2 경사각(22r)을 형성할 수 있다. 상기 제2 경사각(22r)은 상기 제1 경사각(21r)과 동일 또는 유사할 수 있다. 또는, 상기 제1 경사각(21r) 및 제2 경사각(22r)을 일정 각도 범위 내에서 조정될 수 있다.
상기 제1 타입 캠 장치(20a)는 다양한 거치 상태를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 타입 캠 장치(20a)는 도시된 바와 같이, 제1 각도 내지 제5 각도 상태를 가질 수 있다. 상기 제1 각도 상태는 예컨대, 상기 제1 타입 캠 장치(20a)를 포함하는 폴더블 전자 장치가 펼침 상태(또는 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 벌어진 각도가 180도)일 때에 대응될 수 있다. 제1 각도 상태에서, 제1 타입 캠 구조(21)의 제1 경사부(21c)와 제1 타입 캠 부재(22)의 제2 경사부(22c)는 선 접촉 상태를 가질 수 있다. 상기 제1 경사부(21c)와 제2 경사부(22c)가 선 접촉 상태를 가짐에 따라, 탄성 부재(23)에서 발휘되는 탄성력에 의하여, 제2 경사부(22c)는 제1 골(21b) 방향으로 이동하도록 힘을 받게 되고, 이에 대응하여 폴더블 전자 장치의 펼침 상태가 보다 견고하게 유지될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치의 제1 하우징 부분 또는 제2 하우징 부분에 압력이 가해져서, 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 점진적으로 줄어들게 되면, 제1 타입 캠 장치(20a)는 제2 각도 상태 및 제3 각도 상태를 거쳐 제4 각도 상태가 될 수 있다. 제2 각도 상태 및 제3 각도 상태는 예컨대, 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 150도를 초과하는 각도 값(예: 170도 및 160도)을 가지는 상태로서, 제1 타입 캠 장치(20a)의 제1 타입 캠 구조(21)와 제1 타입 캠 부재(22)가 선 접촉 상태(예: 제1 산(21a)과 제2 산(22a)이 접촉되는 영역이 선의 형태가 되는 상태)를 포함할 수 있다.
상기 제4 각도 상태는 예컨대, 상기 제1 타입 캠 장치(20a)를 포함하는 폴더블 전자 장치의 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 150 이하의 각도를 이루는 상태를 포함하며, 제5 각도 상태는 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 140도 이하의 각도를 이루는 상태를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제4 각도 상태는, 제1 타입 캠 구조(21)의 제1 산(21a)의 적어도 일부와 제1 타입 캠 부재(22)의 제2 산(22a)의 적어도 일부가 제1 크기의 면 접촉 상태를 포함할 수 있다. 제5 각도 상태는, 제1 타입 캠 구조(21)의 제1 산(21a)의 적어도 일부와 제1 타입 캠 부재(22)의 제2 산(22a)의 적어도 일부가 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면 접촉 상태(또는 제1 산(21a)과 제2 산(22a)의 면 접촉 크기가 가장 큰 상태)를 포함할 수 있다.
도 21은 다양한 실시 예에 따른 제2 타입 캠 장치의 형상을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 21을 참조하면, 한 실시 예에 따른 제2 타입 캠 장치(20b)는 제2 타입 캠 구조(24) 및 제2 타입 캠 부재(25)가 맞물리도록 배치될 수 있다. 상기 제2 타입 캠 구조(24)는 예컨대, 앞서 설명한 암부에 배치된 캠 구조들 중 적어도 하나가 될 수 있다. 상기 제2 타입 캠 부재(25)는 앞서 설명한 이동캠 부재에 배치된 캠 부재들 중 적어도 하나가 될 수 있다.
상기 제2 타입 캠 구조(24)는 예컨대, 제3 산(24a) 및 제3 골(24b)을 포함하고, 제3 산(24a)의 일측과 제3 골(24b) 사이에 배치되는 제3 경사부(24c) 및 제3 산(24a)의 타측으로 연장된 제4 경사부(24d)를 포함할 수 있다. 상기 제3 산(24a)은 x축 상단의 적어도 일부가 평평하게 형성되고, 상기 평평한 영역은 수평하게 배치되거나 또는 일정 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제3 산(24a)의 좌우측 끝단에는 제3 경사부(24c) 일단 및 제4 경사부(24d)의 일단이 연속되게 배치될 수 있다. 상기 제3 경사부(24c)의 타단은 제3 골(24b)의 일측과 연결될 수 있다. 상기 제2 타입 캠 구조(24)의 제3 산(24a)이 x축 방향으로 돌출되는 것으로 볼 때, 제3 경사부(24c)는 -x축과 제3 경사각(24r)을 형성할 수 있다. 상기 제4 경사부(24d)는 x축을 기준으로 상기 제3 산(24a)의 타단과 일정 경사각을 가지며, 상기 제4 경사부(24d)의 경사각은 상기 제3 경사각(24r)보다 큰 각을 가지고 있어, 제4 경사부(24d)는 제3 경사부(24c)에 비하여 상대적으로 완만하게 형성될 수 있다.
상기 제2 타입 캠 부재(25)는 예컨대, 제4 산(25a) 및 상기 제4 산(25a)의 일측 끝단에 일단이 연결되는 제5 경사부(25c) 및 상기 제4 산(25a)의 타측 끝단에서 연장되는 제6 경사부(25d)를 포함할 수 있다. 상기 제4 산(25a)은 상기 제3 산(24a)과 유사하게 적어도 일부가 평평하게 형성되고, 평평한 영역은 y축에 평행하게 배치되거나 또는 일정 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2 타입 캠 부재(25)의 제4 산(25a)이 -x축 방향으로 돌출되는 것으로 볼 때, 제5 경사부(25c)는 x축과 제4 경사각(25r)을 형성할 수 있다. 상기 제4 경사각(25r)은 상기 제3 경사각(24r)과 동일 또는 유사할 수 있다. 또는, 상기 제3 경사각(24r) 및 제4 경사각(25r)을 일정 각도 범위 내에서 조정될 수 있다. 상기 제6 경사부(25d)는 상기 제5 경사부(25c)에 비하여 상대적으로 완만한 경사도를 가질 수 있다. 상기 제4 산(25a)의 평평한 영역의 크기는 상기 제3 산(24a)의 평평한 영역의 크기와 같거나 또는 작게 형성될 수 있다.
상기 제2 타입 캠 장치(20b)는 상기 제1 타입 캠 장치(20a)와 유사하게 다양한 거치 상태를 가질 수 있다. 예컨대, 제2 타입 캠 장치(20b)를 포함하는 폴더블 전자 장치의 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분은 제1 각도 내지 제4 각도 상태를 가질 수 있다. 폴더블 전자 장치가 펼침 상태에 해당하는 상기 제1 각도 상태에서, 상기 제2 타입 캠 장치(20b)의 제3 산(24a)과 제4 산(25a)은 제1 크기의 면 접촉 상태(또는 일부분 면 접촉 상태)를 가질 수 있다. 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 170도인 상태에 해당하는 제2 각도 상태에서는, 제3 산(24a)과 제4 산(25a)이 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 면 접촉 상태를 가질 수 있다.
제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 160도인 상태에 해당하는 제3 각도 상태에서는, 제3 산(24a)과 제4 산(25a)이 상기 제2 크기보다 큰 제3 크기의 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 상기 제3 크기의 면 접촉 상태는 예컨대, 제4 산(25a)의 평평한 영역 전체가 제3 산(24a)의 평평한 영역과 접촉되고 있는 상태를 포함할 수 있다. 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 150도인 상태에 해당하는 제4 각도 상태에서는, 제3 산(24a)과 제4 산(25a)이 상기 제3 크기와 동일한 크기의 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 이때, 상기 제3 산(24a)에서의 상기 제4 산(25a)의 위치는 제3 각도 상태와 다른 상태가 될 수 있다. 상기 제2 타입 캠 장치(20b)는 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때부터 탄성 부재(26)의 압축도를 높여서, 높은 토크를 제공할 수 있도록 지원할 수 있다.
상술한 바와 같이, 다양한 실시 예에 따른 제2 타입 캠 장치(20b)는 상대적으로 급한 경사도를 가지는 제3 경사부(24c) 및 제5 경사부(25c)를 형성하여, 상대적으로 넓어진 산 정상 영역을 확보함으로써, 제2 타입 캠 구조(24)의 산과 제2 타입 캠 부재(25)의 산들의 면 접촉을 통한 높은 탄성력 및 높은 토크를 제공할 수 있다. 이에 따라, 한 실시 예에 따른 제2 타입 캠 장치(20b)는 폴더블 전자 장치의 디텐트 기능에 필요한 토크를 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상대적으로 완만한 경사도를 가지는 제4 경사부(24d) 및 제6 경사부(25d)는 폴더블 전자 장치(100)가 접힘 상태일 때, 선 접촉 상태를 가질 수 있다.
도 22는 다양한 실시 예에 따른 제1 타입 캠 장치와 제2 타입 캠 장치의 캠 구조 및 캠 부재 접촉 상태들을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 22를 참조하면, 상기 제1 타입 캠 장치(20a)는 폴더블 전자 장치의 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 150도보다 큰 상태에서는 캠 구조(Arm) 및 캠 부재(Cam)가 선 접촉을 형성하고, 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 150도 이하인 상태에서는 캠 구조(Arm) 및 캠 부재(Cam)가 일부 면접 촉 또는 면 접촉을 형성할 수 있다.
상기 제2 타입 캠 장치(20b)는 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때에도, 캠 구조(Arm) 및 캠 부재(Cam)가 일부 면 접촉을 형성하고, 제1 하우징 부분과 제2 하우징 부분 사이의 각도가 170도 이하인 상태에서는 캠 구조(Arm) 및 캠 부재(Cam)가 면 접촉을 형성할 수 있다.
상기 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)에서 캠 구조(21, 24)와 캠 부재(22, 25)가 선 접촉되는 동안에는 탄성 부재에 의한 토크 발생량이 상대적으로 적고, 캠 구조(21, 24)와 캠 부재(22, 25)가 면 접촉되는 동안에는 탄성 부재에 의한 토크 발생량이 상대적으로 커질 수 있다. 이에 따라, 상술한 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)를 복합적으로 적용함으로써, 폴더블 전자 장치의 디텐트 기능 제공을 위한 토크 확보를 지원할 수 있다.
도 23은 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조의 펼침 상태를 나타낸 도면이고, 도 24는 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 19, 도 23 및 도 24를 참조하면, 제1 타입 힌지 구조(2300)는 1개의 제1 타입 캠 장치(20a) 및 2개의 제2 타입 캠 장치(20b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 타입 캠 장치(20a)는 앞서 도 20에서 설명한 제1 경사부(21c)를 가지는 제1 타입 캠 구조(21)와 제2 경사부(22c)를 가지는 제1 타입 캠 부재(22)를 포함할 수 있다. 상기 제2 타입 캠 장치(20b)는 앞서 도 21에서 설명한 제3 경사부(24c)를 가지는 제2 타입 캠 구조(24)와 제5 경사부(25c)를 가지는 제2 타입 캠 부재(25)를 포함할 수 있다.
도시된 도면에서는, 제2 타입 캠 장치(20b)들이 서로 인접되게 배치하고, 제1 타입 캠 장치(20a)를 상기 제2 타입 캠 장치(20b)들로부터 이격되게 배치하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제2 타입 캠 장치(20b)와 제1 타입 캠 장치(20a)를 인접되게 배치(또는 서로 마주보도록 배치)하고, 다른 하나의 제2 타입 캠 장치(20b)는 상기 제1 타입 캠 장치(20a)와 이격되는 위치에 배치시킬 수도 있다. 또한, 인접되는 제2 타입 캠 장치(20b)와 제1 타입 캠 장치(20a)의 위치는 변경될 수도 있다.
도 25는 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조의 펼침 상태를 나타낸 도면이고, 도 26은 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조의 접힘 상태를 나타낸 도면이다.
도 19, 도 25 및 도 26을 참조하면, 제2 타입 힌지 구조(2400)는 2개의 제1 타입 캠 장치(20a) 및 1개의 제2 타입 캠 장치(20b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 타입 캠 장치(20a)는 앞서 도 20에서 설명한 제1 경사부(21c)를 가지는 제1 타입 캠 구조(21)와 제2 경사부(22c)를 가지는 제1 타입 캠 부재(22)를 포함할 수 있다. 상기 제2 타입 캠 장치(20b)는 앞서 도 21에서 설명한 제3 경사부(24c)를 가지는 제2 타입 캠 구조(24)와 제5 경사부(25c)를 가지는 제2 타입 캠 부재(25)를 포함할 수 있다.
도시된 도면에서는, 제2 타입 캠 장치(20b)와 제1 타입 캠 장치(20a)들이 서로 인접되게 배치하고, 다른 제1 타입 캠 장치(20a)를 상기 제2 타입 캠 장치(20b)에 인접된 제1 타입 캠 장치(20a)로부터 이격되게 배치하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도시된 도면을 기준으로, 제1 타입 캠 장치(20a)들을 서로 인접되게 배치하고, 상기 제2 타입 캠 장치(20b)를 상기 제1 타입 캠 장치(20a)들로부터 이격되는 위치에 배치시킬 수도 있다. 또한, 인접되는 제2 타입 캠 장치(20b)와 제1 타입 캠 장치(20a)의 위치는 변경될 수도 있다.
도 27은 한 실시 예에 따른 제1 타입 힌지 구조가 적용된 폴더블 전자 장치의 접히는 각도에 따른 캠 장치들의 상태 및 토크 크기 변화를 나타낸 도면이다.
도 19 내지 도 27를 참조하면, 제1 타입 힌지 구조(2300)를 채용한 폴더블 전자 장치의 각도 상태는 예컨대, 0도에서 180도 상태를 가질 수 있다. 0도 상태는 폴더블 전자 장치가 접힘 상태에 대응하며, 180도 상태는 폴더블 전자 장치가 펼쳐진 상태에 대응할 수 있다. 상기 제1 타입 힌지 구조는 앞서 도 23 및 도 24에서 설명한 바와 같이, 2개의 제2 타입 캠 장치(20b)와 1개의 제1 타입 캠 장치(20a)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 180도로 펼쳐진 상태일 때, 1개의 제1 타입 캠 장치(20a)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 선 접촉 상태를 가지고, 2개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 부분적으로 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 90도로 펼쳐진 상태일 때, 1개의 제1 타입 캠 장치(20a)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 최대 면 접촉 상태를 가지고, 2개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재도 최대 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 폴더블 전자 장치가 180도에서 60도로 접히는 동안, 제2 타입 캠 장치(20b)들의 면 접촉이 유지됨에 따라, 탄성 부재의 접힘이 일정하게 유지되고, 이에 따라 상대적으로 높은 탄성력에 의한 높은 토크를 확보하여, 폴더블 전자 장치는 다양한 각도에서의 거치 상태를 유지(예: 추가 압력이 가해지지 않는 경우 해당 각도를 유지)할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 0도로 접힌 상태일 때, 1개의 제1 타입 캠 장치(20a)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 선 접촉 상태를 가지고, 2개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재도 선 접촉 상태를 가질 수 있다. 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)의 캠 구조들 및 캠 부재들이 모두 경사면에서 선 접촉된 상태를 가짐에 따라, 탄성 부재에 의해 공급되는 탄성력은, 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)는 일 방향(예: 폴더블 전자 장치가 접히는 방향)으로 회전하도록 작용할 수 있다. 이에 따라, 폴더블 전자 장치는 보다 견고하게 접힘 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 30도로 접히는 상태에서도, 제1 타입 캠 장치(20a)와 제2 타입 캠 장치(20b)들이 선 접촉된 상태가 됨으로, 추가적인 가압이 없거나 작더라도 폴더블 전자 장치는 자동으로 접힘 상태(또는 닫힘 상태)로 동작할 수 있다.
토크 변화를 나타내는 그래프에서, 2709는 폴더블 전자 장치의 힌지 구조에 적용된 캠 구조 및 캠 부재들이 제1 타입 캠 장치(20a)들로만 구성된 경우를 나타낸 것이다. 도시된 그래프 중 2701 그래프를 보면, 제2 타입 캠 장치(20b)들을 부분적으로 적용한 제1 타입 힌지 구조(2300)를 채용하면, 제1 타입 캠 장치(20a)들만 적용한 사례 보다 개선된 접힘 동작 및 펼침 동작 상태를 위한 토크를 제공할 수 있음을 나타내고 있다.
도 28은 한 실시 예에 따른 제2 타입 힌지 구조가 적용된 폴더블 전자 장치의 접히는 각도에 따른 캠 장치들의 상태 및 토크 크기 변화를 나타낸 도면이다.
도 19 내지 도 28을 참조하면, 제2 타입 힌지 구조(2400)를 채용한 폴더블 전자 장치의 각도 상태는 예컨대, 0도에서 180도 상태를 가질 수 있다. 0도 상태는 폴더블 전자 장치가 접힘 상태에 대응하며, 180도 상태는 폴더블 전자 장치가 펼쳐진 상태에 대응할 수 있다. 상기 제2 타입 힌지 구조는 앞서 도 25 및 도 26에서 설명한 바와 같이, 1개의 제2 타입 캠 장치(20b)와 2개의 제1 타입 캠 장치(20a)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 180도로 펼쳐진 상태일 때, 2개의 제1 타입 캠 장치(20a)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 선 접촉 상태를 가지고, 1개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 부분적으로 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 90도로 펼쳐진 상태일 때, 2개의 제1 타입 캠 장치(20a)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재는 최대 면 접촉 상태를 가지고, 1개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재도 최대 면 접촉 상태를 가질 수 있다. 폴더블 전자 장치가 180도에서 60도로 접히는 동안, 제2 타입 캠 장치(20b)의 면 접촉이 유지됨에 따라, 제1 타입 힌지 구조(2300)에 비하여 상대적으로 작은 토크가 확보되지만, 폴더블 전자 장치의 다양한 거치 각도를 유지할 수 있을 정도의 토크를 확보할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 0도로 접힌 상태일 때, 2개의 제1 타입 캠 장치(20a)들에 포함된 캠 구조들 및 캠 부재들은 선 접촉 상태를 가지고, 1개의 제2 타입 캠 장치(20b)에 포함된 캠 구조 및 캠 부재도 선 접촉 상태를 가질 수 있다. 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)의 캠 구조들 및 캠 부재들이 모두 경사면에서 선 접촉된 상태를 가짐에 따라, 제1 타입 힌지 구조(2300)와 유사하게 탄성 부재에 의해 공급되는 탄성력은, 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b)는 일 방향(예: 폴더블 전자 장치가 접히는 방향)으로 회전하도록 작용할 수 있다. 이에 따라, 폴더블 전자 장치는 보다 견고하게 접힘 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 폴더블 전자 장치가 30도로 접히는 상태에서도, 제1 타입 캠 장치(20a)들과 제2 타입 캠 장치(20b)가 선 접촉된 상태가 됨으로, 추가적인 가압이 없거나 작더라도 폴더블 전자 장치는 자동으로 접힘 상태(또는 닫힘 상태)로 동작할 수 있다.
토크 변화를 나타내는 그래프에서, 2709는 폴더블 전자 장치의 힌지 구조에 적용된 캠 구조 및 캠 부재들이 제1 타입 캠 장치(20a)들로만 구성된 경우를 나타낸 것이다. 도시된 그래프 중 2801 그래프를 보면, 제1 타입 캠 장치(20a)들과 하나의 제2 타입 캠 장치(20b)를 적용한 제2 타입 힌지 구조(2400)는, 제1 타입 캠 장치(20a)들만 적용한 사례 보다 개선된 접힘 동작 및 펼침 동작 상태를 위한 토크를 제공할 수 있음을 나타내고 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치는, 디스플레이, 상기 디스플레이가 안착되는 제1 하우징 부분(110)과, 제2 하우징 부분(120), 상기 제1 하우징 부분 및 상기 제2 하우징 부분을 연결하는 힌지 구조를 포함하고, 상기 힌지 구조는 상기 제1 하우징 부분과 연결되는 제1 회전 부재, 상기 제2 하우징 부분과 연결되는 제2 회전 부재, 상기 제1 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하는 제1 암부, 상기 제2 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하는 제2 암부, 상기 제1 암부에 결합하는 제1 회전축, 상기 제2 암부에 결합하는 제2 회전축을 포함하고, 상기 제2 암부는 상기 제2 회전축의 일측이 삽입되는 복수개의 캠 장치들을 포함하고, 상기 복수개의 캠 장치들은, 제1 경사도를 형성하는 제1 경사부를 가지는 암 캠 구조 및 상기 암 캠 구조와 맞물리며 상기 제1 경사도와 유사 또는 동일한 경사도를 가지는 제2 경사부를 가지는 캠 부재를 가지는 제1 타입 캠 장치(20a)와, 상기 제1 경사도보다 급한 제2 경사도를 형성하는 제3 경사부를 가지는 암 캠 구조 및 상기 암 캠 구조와 맞물리며 상기 제2 경사도와 유사 또는 동일한 경사도를 가지는 제4 경사부를 가지는 캠 부재를 가지는 제2 타입 캠 장치(20b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때(예: 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 180도 또는 이에 근접한 각도 상태), 상기 제1 타입 캠 장치는 암 캠 구조의 산과 캠 부재의 산이 제1 크기만큼 접촉되고, 상기 제2 타입 캠 장치는 암 캠 구조의 산과 캠 부재의 산이 제2 크기(예: 상기 제1 크기보다 큼, 제1 크기가 산과 산의 선 접촉일 경우, 제2 크기는 산과 산의 면 접촉)만큼 접촉될 수 있다. 상기 산들의 정상은 적어도 일부가 평평하게 형성되고, 상기 산들의 평평한 영역은 특정 축을 기준으로 수평하게 형성되거나 일정 각도를 가지며 기울어져 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 타입 캠 장치에서, 상기 암 캠 구조의 산의 평평한 영역의 크기는 상기 캠 부재의 산의 평평한 영역의 크기와 동일 또는 유사(예: 일정 오차 범위 이내에서 동일)하게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제2 타입 캠 장치에서 암 캠 구조의 산의 평평한 영역의 크기는 캠 부재의 산의 평평한 영역의 크기와 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 암 캠 구조의 산의 평평한 영역의 크기가 캠 부재의 산의 평평한 영역의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 폴더블 전자 장치가 접힘 상태일 때(예: 제1 하우징 부분 및 제2 하우징 부분 사이의 각도가 0도 또는 이에 근접한 각도 상태), 상기 제1 타입 캠 장치는 선 접촉(예: 제1 타입 캠 장치의 암 캠 구조의 경사부와 제1 타임 캠 장치의 캠 부재의 경사부가 접촉된 상태)되고, 상기 제2 타입 캠 장치도 선 접촉(예: 제2 타입 캠 장치의 암 캠 구조의 경사부와 제2 타입 캠 장치의 캠 부재의 경사부가 접촉된 상태)될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 선 접촉되는 제2 타입 캠 장치의 경사부들은 다른 경사부들에 비하여 상대적으로 완만한 경사도를 가질 수 있다.
도 29는 다양한 실시 예에 따른 캠 형상의 다른 예를 나타낸 도면이며, 도 30은 다양한 실시 예에 따른 캠 및 캠 구조의 일부 산들의 접촉 상태의 한 예를 나타낸 도면이다. 설명에 앞서, 일 실시 예에 따른 캠(2400a)은 앞서 도 2 내지 도 28에서 설명한 캠 또는 캠 구조 중 적어도 하나에 적용될 수 있다.
도 29를 참조하면, 일 실시 예에 따른 캠(2400a)(또는 캠 구조)은 캠 지지부(B0), 복수 개의 산들(M1, M2, M3) 및 복수 개의 골들(V1, V2)을 포함할 수 있다. 도시된 도면에서는 3개의 산들(M1, M2, M3)과 3개의 골들(V1, V2)(제1 산(M1)에 의해 가려진 골 미도시)을 포함하는 캠(2400a)을 제시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 캠(2400a)은 2개 이상의 캠과 골들을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 복수 개의 골들(M1, M2, M3)은 모두 동일한 구조를 가질 수 있다. 또는, 복수 개의 골들(M1, M2, M3) 중 적어도 하나의 산은 다른 산들과 형태가 다를 수도 있다. 예컨대, 적어도 하나의 산은 도시된 바와 같이 산의 중심에 해당하는 제2 부분(P2)이 일정 경사각(0도 보다 큰 경사각, 예컨대 약 5도 내외)이 형성된 구조를 가질 수 있으며, 나머지 적어도 하나의 산은 산의 중심 부분이 평탄한 구조를 가질 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 상기 복수 개의 골들(M1, M2, M3) 중 적어도 하나의 산 예컨대, 제1 산(M1)은 도시된 바와 같이, 제1 경사각(as1)을 가지는 제1 부분(P1), 제2 경사각(as2)을 가지는 제2 부분(P2), 제3 경사각(as3)을 가지는 제3 부분(P3)을 포함할 수 있다. 상기 제1 부분(P1)의 일측(예: -y축 끝단)은 제1 골(V1)의 일측(예: y축 끝단)과 이어지고, 제1 부분(P1)의 타측(예: y축 끝단)은 제2 부분(P2)의 일측(예: -y축 끝단)과 이어지도록 배치될 수 있다. 상기 제1 부분(P1)은 예컨대, y축을 기준으로 제1 경사각(as1)을 가지는 능선으로 구성될 수 있다. 상기 제1 경사각(as1)은 x축을 기준으로 -y축에서 y축 방향으로 90보다 작은 예각을 포함할 수 있다.
상기 제2 부분(P2)은 일측(예: -y축 끝단)이 제1 부분(P1)의 타측(예: y축 끝단)과 이어지고, 제2 부분(P2)의 타측(예: y축 끝단)이 제3 부분(P3)의 일측(예: -y축 끝단)과 이어지도록 배치될 수 있다. 상기 제2 부분(P2)은 제1 부분(P1) 및 제3 부분(P3) 보다 x축으로 더 돌출되게 배치될 수 있다. 상기 제1 부분(P1)과 상기 제2 부분(P2)의 경계 영역은 지정된 제1 곡률(R1)로 라운딩될 수 있다. 상기 제2 부분(P2)은 y축을 기준으로 제2 경사각(as2)을 가질 수 있다. 상기 제2 경사각(as2)은 x축을 기준으로 -y축에서 y축 방향으로 90보다 작은 예각을 포함하고, 제2 경사각(as2)의 절대 값은 상기 제1 경사각(as1)의 절대 값 크기보다 작을 수 있다.
상기 제3 부분(P3)은 일측(예: -y축 끝단)이 제2 부분(P2)의 타측(예: y축 끝단)과 이어지고, 제3 부분(P3)의 타측(예: y축 끝단)은 제2 골(V2)의 일측(예: -y축 끝단)과 이어지도록 배치될 수 있다. 상기 제3 부분(P3)은 제2 부분(P2)에서 y축으로 기울어진 일정 경사도를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2 부분(P2)과 상기 제3 부분(P3)의 경계 영역은 지정된 제2 곡률(R2)로 라운딩될 수 있다. 상기 제2 곡률(R2)은 상기 제1 곡률(R1)보다 작은 값(예: 제1 곡률(R1)이 제2 곡률(R2)보다 완만함)을 가질 수 있다. 상기 제3 부분(P3)은 -y축을 기준으로 제3 경사각(as3)을 가질 수 있다. 상기 제3 경사각(as3)은 x축을 기준으로 y축에서 -y축 방향으로 90보다 작은 예각을 포함하고, 제3 경사각(as3)의 절대 값은 상기 제2 경사각(as2)의 절대 값 크기보다 클 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 경사각(as3)의 절대 값은 상기 제1 경사각(as1)의 절대 값과 동일하거나 또는 더 클 수 있다.
도 30를 참조하면, 도 29에서 설명한 캠 형상은 앞서 도 2 내지 도 28에서 설명한 적어도 하나의 캠 또는 적어도 하나의 캠 구조에 적용될 수 있다. 예컨대, 도시된 도면에서, 캠(2400a)의 돌출부는 x축에서 -x축 방향으로 돌출되도록 배치되고, 캠 구조(2400b)의 돌출부는 -x축에서 x축 방향으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 또는, 캠(2400a)의 요철부 및 캠 구조(2400b)의 요철부가 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 캠(2400a)의 제2 부분(2400a_P2)의 적어도 일부와 캠 구조(2400b)의 제2 부분(2400b_P2)의 적어도 일부는 도시된 바와 같이, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(100))가 프리스탑 구간(캠(2400a) 및 캠 구조(2400b)의 마찰에 의해 지정된 각도 범위로 거치되는 구간) 동안 접촉될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 전자 장치가 도 15 또는 도 16에서 설명한 프리스탑 상태를 가지는 경우, 디스플레이(도 1 또는 도 2의 디스플레이(160))는 펼침 상태(도 14 상태)로 복원되기 위한 반발력을 발휘할 수 있다.
한 실시 예에 따르면, 캠(2400a)은 디스플레이의 복원력에 의해 y축 방향으로 밀림이 발생하고(예: 반시계 방향으로 디스플레이의 반발력이 작용함), 캠 구조(2400b)는 디스플레이의 복원력에 의해 -y축 방향으로 밀림이 발생(예: 시계 방향으로 디스플레이의 반발력이 작용함)할 수 있다. 이 과정에서, 캠(2400a)의 제2 부분(2400a_P2)과 캠 구조(2400b)의 제2 부분(2400b_P2)이 앞서 설명한 제2 경사각(as2)을 가지며 접촉되기 때문에, 본 기재의 캠(2400a) 및 캠 구조(2400b)는 디스플레이의 펼침 방향으로 발생하는 반발력(또는 복원력)의 적어도 일부를 상쇄하여, 사용자의 의도에 관계 없이 발생할 수 있는 프리스탑 상태의 밀림(예: 제1 하우징(예: 도 1 또는 도 2의 제1 하우징 부분(110))과 제2 하우징(예: 도 1 또는 도 2의 제2 하우징 부분(120)) 사이의 각도가 변경)을 억제할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 앞서 도 15 또는 도 16에서와 같이 전자 장치는 특정 각도의 거치 상태(또는 프리스탑 상태)를 가질 수 있다. 이 경우, 전자 장치는 도시된 바와 같이 캠(2400a) 및 캠 구조(2400b)가 맞물리도록 배치되어, 디스플레이의 반발력 또는 복원력이 도 14에서와 같은 펼침 상태로 작용하는 힘을 상쇄할 수 있다. 도 30에서는 캠(2400a) 및 캠 구조(2400b) 모두 산의 정상 부분이 제2 경사각(as2)을 가지는 구조를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제2 경사각(as2)을 가지는 제2 부분(P2)은 캠(2400a) 또는 캠 구조(2400b) 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
한편, 펼침 방향 회전에 대하여, 도 30에서는 캠(2400a)이 -y축(또는 좌측)에서 y축(또는 우측) 방향으로 회전하는 방향을 기준으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전자 장치의 설계 양식에 따라 캠(2400a)이 y축에서 -y축 방향으로 회전하는 방향은 디스플레이의 접힘 상태에서 펼침 상태로 동작하는 방향이 될 수 도 있다.
상술한 폴더블 전자 장치의 힌지 구조들은 각 도면에서 설명한 실시 예로 한정되지 않고, 각 도면에서 설명한 힌지 구조들이 상호 복합적으로 적용될 수 있다. 예컨대, 한 실시 예에 따른 폴더블 전자 장치는 도 23 및 도 24에서 설명한 제1 타입 힌지 구조(2300)를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 또한, 도 25 및 도 26에서 설명한 제2 타입 힌지 구조(2400)를 적어도 하나 포함하나 포함할 수 있다. 예컨대, 어떤 폴더블 전자 장치는 제1 타입 힌지 구조(2300)만을 복수개 채용하거나, 제2 타입 힌지 구조(2400)만을 복수개 채용하거나, 또는, 제1 타입 힌지 구조(2300) 및 제2 타입 힌지 구조(2400)를 복합적으로 채용할 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4에서 설명한 하나의 암부에 2개의 캠 구조를 포함하는 힌지 구조에서도, 도 20 및 도 21에서 설명한 제1 타입 캠 장치(20a) 및 제2 타입 캠 장치(20b) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 예컨대, 어떤 암부에는 제1 타입 캠 장치(20a)만 복수개가 적용되거나, 제2 타입 캠 장치(20b)만 복수개가 적용되거나, 또는 제1 타입 캠 장치(20a)와 제2 타입 캠 장치(20b)들이 복합적으로 채용될 수 있다.
또한, 도 15에서 설명한 체결 홀의 구조 역시, 앞서 도 1 내지 도 14, 도 16 내지 도 28에서 설명한 힌지 구조 중 적어도 하나에 적용될 수 있으며, 도 18에서 설명한 축 기어들(231_2, 232_2)의 구조 역시, 앞서 설명한 다양한 실시 예들의 힌지 구조 중 적어도 하나에 적용될 수 있을 것이다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 폴더블 전자장치는, 제1 하우징 부분(110), 제2 하우징 부분(120), 상기 제1 하우징 부분과 상기 제2 하우징 부분에 적어도 일부가 안착되는 플렉서블 디스플레이(160), 상기 제1 하우징 부분과 상기 제2 하우징 부분을 잇는 힌지 구조(200)를 포함하고, 상기 힌지 구조는, 상기 제1 하우징 부분과 결합하는 제1 회전 부재(211), 상기 제2 하우징 부분과 결합하는 제2 회전 부재(212), 상기 제1 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하며, 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 상기 제1 암 캠 구조로부터 이격된 제2 암 캠 구조(221_4b)를 적어도 포함하는 제1 암부(221), 상기 제2 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하며, 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 상기 제3 암 캠 구조로부터 이격된 제4 암 캠 구조(221_4b)를 적어도 포함하는 제2 암부(222), 상기 제1 암 캠 구조에 형성된 제1 체결 홀과 상기 제2 암 캠 구조에 형성된 제2 체결 홀을 관통하는 제1 회전축(231), 상기 제3 암 캠 구조에 형성된 제3 체결 홀(222_4a1)과 상기 제4 암 캠 구조에 형성된 제4 체결 홀(222_4b1)을 관통하는 제2 회전축(232)을 포함하고, 상기 제3 체결 홀 및 상기 제4 체결 홀 내측은 상기 제2 회전축이 삽입되는 축 방향에서 바라보는 면의 형상이 평평한 영역들과 곡선 영역들을 포함하며, 상기 제2 회전축은 상기 제4 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제1 부분의 제1 두께와 상기 제3 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제2 부분의 제2 두께가 다르게 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축은 상기 제3 체결 홀 및 상기 제4 체결 홀에 적어도 일부가 배치되는 기둥부, 상기 기둥부 일측 가장자리에 형성된 축 기어를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기둥부는 상기 축 기어에 인접되게 배치되며 상기 제2 회전축이 상기 제2 암부에 체결될 때, 상기 제4 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 상기 제1 부분, 상기 제1 부분으로부터 연장되며 상기 제3 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 상기 제2 부분, 상기 제2 부분으로부터 연장되며 상기 제3 체결 홀을 관통하여 배치되는 제3 부분을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 부분의 상기 제1 두께는 상기 제2 부분의 상기 제2 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 부분의 상기 제2 두께는 상기 제3 부분의 제3 두께보다 큰 것을 특징으로
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 부분의 길이는 상기 제3 암 캠 구조의 상기 제3 체결 홀의 입구부에서 상기 제4 암 캠 구조의 상기 제4 체결 홀의 출구부까지의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 폴더블 전자 장치는 상기 제3 체결 홀을 형성하는 내측면에 배치되고 상기 기둥부의 상기 제2 부분과 접촉되는 제1 압입 돌기, 상기 제4 체결 홀을 형성하는 내측면에 배치되고 상기 기둥부의 상기 제1 부분과 접촉되는 제2 압입 돌기를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기 및 상기 제2 압입 돌기는 반원통형의 형상을 가지며, 상기 제2 회전축의 삽입에 따라 상기 반원통형의 형상이 변형되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기의 제1 돌출 높이와 상기 제2 압입 돌기의 제2 돌출 높이가 다른 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 돌출 높이는 상기 제1 돌출 높이보다 작은 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기 및 상기 제2 압입 돌기 중 적어도 일부는 상기 평평한 영역과 상기 곡선 영역 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 압입 돌기는 상기 제3 체결 홀의 시작부분 일 지점 또는 제3 체결 홀의 중간 지점에서 끝부분 일 지점까지 이어지는 레일 돌기 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회전축의 상기 기둥부의 제3 부분부터 제4 체결 홀을 거쳐 상기 제3 체결 홀에 삽입될 때, 상기 기둥부의 제2 부분이 제1 압입 돌기에 접촉되기 시작할 때, 상기 기둥부의 제1 부분은 상기 제2 압입 돌기와 미 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 체결 홀의 단면의 제1 넓이와, 상기 제4 체결 홀의 단면의 제2 넓이가 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 넓이는 상기 제2 넓이보다 작은 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 암부의 상기 제1 체결 홀 내에 형성되는 제3 압입 돌기, 상기 제1 암부의 상기 제2 체결 홀 내에 형성되는 제4 압입 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제3 압입 돌기의 높이는 상기 제4 압입 돌기의 높이보다 큰 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축이 상기 제2 체결 홀을 거쳐 상기 제1 체결 홀에 삽입될 때, 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제2 체결 홀 내에 배치되는 두께보다 얇게 형성되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 체결 홀의 일 단면의 빈 공간의 크기는 상기 제2 체결 홀의 일 단면의 빈 공간의 크기보다 작은 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 회전축이 상기 제2 체결 홀을 거쳐 상기 제1 체결 홀에 삽입될 때, 상기 제1 체결 홀을 관통하여 상기 제1 체결 홀을 벗어난 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께보다 얇게 형성되고, 상기 제2 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 폴더블 전자장치에 있어서,
    제1 하우징 부분(110), 제2 하우징 부분(120);
    상기 제1 하우징 부분과 상기 제2 하우징 부분에 적어도 일부가 안착되는 플렉서블 디스플레이(160);
    상기 제1 하우징 부분과 상기 제2 하우징 부분을 잇는 힌지 구조(200)를 포함하고,
    상기 힌지 구조는,
    상기 제1 하우징 부분과 결합하는 제1 회전 부재(211);
    상기 제2 하우징 부분과 결합하는 제2 회전 부재(212);
    상기 제1 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하며, 제1 암 캠 구조(221_4a) 및 상기 제1 암 캠 구조로부터 이격된 제2 암 캠 구조(221_4b)를 적어도 포함하는 제1 암부(221);
    상기 제2 회전 부재의 회전에 대응하여 회전하며, 제3 암 캠 구조(222_4a) 및 상기 제3 암 캠 구조로부터 이격된 제4 암 캠 구조(221_4b)를 적어도 포함하는 제2 암부(222);
    상기 제1 암 캠 구조에 형성된 제1 체결 홀과 상기 제2 암 캠 구조에 형성된 제2 체결 홀을 관통하는 제1 회전축(231);
    상기 제3 암 캠 구조에 형성된 제3 체결 홀(222_4a1)과 상기 제4 암 캠 구조에 형성된 제4 체결 홀(222_4b1)을 관통하는 제2 회전축(232);을 포함하고,
    상기 제3 체결 홀 및 상기 제4 체결 홀 내측은 상기 제2 회전축이 삽입되는 축 방향에서 바라보는 면의 형상이 평평한 영역들과 곡선 영역들을 포함하며,
    상기 제2 회전축은 상기 제4 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제1 부분의 제1 두께와 상기 제3 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 제2 부분의 제2 두께가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 회전축은
    상기 제3 체결 홀 및 상기 제4 체결 홀에 적어도 일부가 배치되는 기둥부;
    상기 기둥부 일측 가장자리에 형성된 축 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기둥부는
    상기 축 기어에 인접되게 배치되며 상기 제2 회전축이 상기 제2 암부에 체결될 때, 상기 제4 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 상기 제1 부분;
    상기 제1 부분으로부터 연장되며 상기 제3 체결 홀 내에 적어도 일부가 배치되는 상기 제2 부분;
    상기 제2 부분으로부터 연장되며 상기 제3 체결 홀을 관통하여 배치되는 제3 부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 부분의 상기 제1 두께는 상기 제2 부분의 상기 제2 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 부분의 상기 제2 두께는 상기 제3 부분의 제3 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 부분의 길이는
    상기 제3 암 캠 구조의 상기 제3 체결 홀의 입구부에서 상기 제4 암 캠 구조의 상기 제4 체결 홀의 출구부까지의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제3 체결 홀을 형성하는 내측면에 배치되고 상기 기둥부의 상기 제2 부분과 접촉되는 제1 압입 돌기;
    상기 제4 체결 홀을 형성하는 내측면에 배치되고 상기 기둥부의 상기 제1 부분과 접촉되는 제2 압입 돌기;를 포함하는 폴더블 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 압입 돌기 및 상기 제2 압입 돌기는
    반원통형의 형상을 가지며, 상기 제2 회전축의 삽입에 따라 상기 반원통형의 형상이 변형되는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 압입 돌기의 제1 돌출 높이와 상기 제2 압입 돌기의 제2 돌출 높이가 다른 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 돌출 높이는 상기 제1 돌출 높이보다 작은 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 압입 돌기 및 상기 제2 압입 돌기 중 적어도 일부는 상기 평평한 영역과 상기 곡선 영역 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 압입 돌기는
    상기 제3 체결 홀의 시작부분 일 지점 또는 제3 체결 홀의 중간 지점에서 끝부분 일 지점까지 이어지는 레일 돌기 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제2 회전축의 상기 기둥부의 제3 부분부터 제4 체결 홀을 거쳐 상기 제3 체결 홀에 삽입될 때, 상기 기둥부의 제2 부분이 제1 압입 돌기에 접촉되기 시작할 때, 상기 기둥부의 제1 부분은 상기 제2 압입 돌기와 미 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제3 체결 홀의 단면의 제1 넓이와, 상기 제4 체결 홀의 단면의 제2 넓이가 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 넓이는 상기 제2 넓이보다 작은 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 암부의 상기 제1 체결 홀 내에 형성되는 제3 압입 돌기;
    상기 제1 암부의 상기 제2 체결 홀 내에 형성되는 제4 압입 돌기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 압입 돌기의 높이는 상기 제4 압입 돌기의 높이보다 큰 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전축이 상기 제2 체결 홀을 거쳐 상기 제1 체결 홀에 삽입될 때, 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제2 체결 홀 내에 배치되는 두께보다 얇게 형성되고,
    상기 제1 체결 홀의 일 단면의 빈 공간의 크기는
    상기 제2 체결 홀의 일 단면의 빈 공간의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 회전축이 상기 제2 체결 홀을 거쳐 상기 제1 체결 홀에 삽입될 때, 상기 제1 체결 홀을 관통하여 상기 제1 체결 홀을 벗어난 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께보다 얇게 형성되고,
    상기 제2 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께는 상기 제1 체결 홀 내에 배치되는 상기 제1 회전축의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1 체결 홀 및 상기 제2 체결 홀 중 적어도 하나의 내측면은 상기 폴더블 전자 장치가 펼침 상태일 때, 상기 디스플레이 방향으로 수직하게 배치되는 제1 측벽, 상기 디스플레이 방향으로 수직하게 배치되며 상기 제1 측벽과 마주보도록 배치되는 제2 측벽, 상기 제1 측벽의 일측 끝단 및 상기 제2 측벽의 일측 끝단을 잇도록 형성되며 곡면을 형성하는 제3 측벽, 상기 제1 측벽의 타측 끝단과 상기 제4 측벽의 타측 끝단을 잇도록 형성되며 상기 제3 측벽과 대향되게 배치되는 제4 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 전자 장치.
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